2026/07/14 更新

写真a

フジヨシ　サトル
藤芳　暁
FUJIYOSHI SATORU
所属
理学院 特定准教授
職名
特定准教授
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News & Topics

学位

  • 博士（理学）

研究キーワード

  • クライオ対物鏡

  • クライオ蛍光顕微鏡

  • 1分子分光

  • 三次元ナノスコープ

  • １分子ナノスコピー

  • 物理化学

研究分野

  • ナノテク・材料 / 基礎物理化学

論文

  • Single-Molecule 3D Nanoscopy for Application to Cryofixed Samples. 査読 国際誌

    Kanta Naruse, Tsuyoshi Matsuda, Yuta Mizouchi, Namiki Tominaga, Kento Takishima, Naoki Kamiya, Eiji Nakata, Takashi Morii, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi

    The journal of physical chemistry. B   129 ( 42 )   11006 - 11014   2025年10月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Under cryogenic conditions below approximately 100 K, the three-dimensional (3D) structures and spatial arrangements of biomolecules are preserved at the angstrom scale in vitrified ice. In addition, the photobleaching rate of fluorophores is reduced by several orders of magnitude, enabling nanometer-scale localization accuracy in the lateral dimension for individual fluorophores conjugated to target biomolecules. However, the axial localization accuracy has remained limited to several tens of nanometers, approximately 25-fold worse than predictions by optical simulations. Here, we demonstrate a cryogenic 3D nanoscopy capable of localizing individual fluorophores with nanometer-scale accuracy in 3D. This system employs multifocal plane detection to achieve near shot-noise-limited localization by minimizing three major sources of error: blinking noise, dipole orientation effects, and background emission. To evaluate the 3D localization accuracy, we conjugated two fluorophores to the end of a 17 nm double-stranded DNA (dsDNA) molecule. To reduce the localization errors due to the dipole orientation of the fluorophores, individual dsDNA molecules were positioned within ± 50 nm of the focal plane of the microscope objective. Under these conditions, the measured 3D distance between fluorophores at 1.9 K was 20 ± 8 nm, consistent with the designed length of DNA. The localization error was comparable to the shot-noise limit.

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.5c05455

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  • Cryogenic Single-Molecule Fluorescence Detection of the Mid-Infrared Response of an Intrinsic Pigment in a Light-Harvesting Complex 招待 査読

    Kohei Otomo, Takehisa Dewa, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi

    The Journal of Physical Chemistry B   ( 17 )   4959 - 4965   2023年5月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)  

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.3c00284

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  • Erratum: Superfluid helium nanoscope insert with millimeter working range (Rev. Sci. Instrum. (2022) 93 (103703) DOI: 10.1063/5.0107395)

    Naoki Kamiya, Kazuki Kuramoto, Kento Takishima, Tatsuya Yumoto, Haruka Oda, Takeshi Shimi, Hiroshi Kimura, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi

    Review of Scientific Instruments   93 ( 12 )   2022年12月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/5.0133277

    Scopus

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  • Superfluid helium nanoscope insert with millimeter working range 査読

    Naoki Kamiya, Kazuki Kuramoto, Kento Takishima, Tatsuya Yumoto, Haruka Oda, Takeshi Shimi, Hiroshi Kimura, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi

    Review of Scientific Instruments   93 ( 10 )   103703 - 103703   2022年10月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AIP Publishing  

    A superfluid helium insert was developed for cryogenic microscopy of millimeter-sized specimens. An optical-interferometric position sensor, cryogenic objective mirror, and piezo-driven cryogenic stage were fixed to an insert holder that was immersed in superfluid helium. The single-component design stabilized the three-dimensional position of the sample, with root-mean-square deviations of ( x, lateral) 0.33 nm, ( y, lateral) 0.29 nm, and ( z, axial) 0.25 nm. Because of the millimeter working range of the optical sensor, the working range of the sample under the active stabilization was ( x, y) 5 mm and ( z) 3 mm in superfluid helium at 1.8 K. The insert was used to obtain the millimeter-sized fluorescence image of cell nuclei at 1.8 K without a sample exchange.

    DOI： 10.1063/5.0107395

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  • Energy transfer fluctuation observed by single-molecule spectroscopy of red-shifted bacteriochlorophyll in the homodimeric photosynthetic reaction center

    Toru Kondo, Risa Mutoh, Shun Arai, Genji Kurisu, Hirozo Oh-oka, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita

    The Journal of Chemical Physics   156 ( 10 )   105102 - 105102   2022年3月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AIP Publishing  

    The photosynthetic reaction center of heliobacteria (hRC) is a homodimeric chromoprotein responsible for light harvesting and photoelectric conversion. The fluorescence of the hRC is radiated from a bacteriochlorophyll (Bchl) g having the lowest energy level, called red-Bchl g. The homodimeric architecture of the hRC indicates that it includes two red-Bchls g arranged symmetrically in pairs. Red-Bchl g is a fluorescent probe useful for monitoring the energy transfer network in the RC. Here, we show the fluorescence polarization dependences of two red-Bchls g, individually measured with selective excitation of chlorophyll a serving as the primary electron acceptor. The two red-Bchls g exhibit almost the same polarization dependences. Based on the polarization dependence and structural data of the hRC, we propose a candidate molecule for red-Bchl g. The fluorescence spectra of single hRCs represent the spectral heterogeneity reflecting the local conformational inhomogeneity. A time series of the fluorescence spectra indicates occasional peak shifts between blue- and red-shifted states without significant changes in the fluorescence intensity. The spectral fluctuation is interpreted to be due to the local conformational dynamics around a Bchl g mediating the energy transfer, switching the terminal energy acceptor between two red-Bchls g. In conclusion, while the energy transfer network in the RC can be perturbed by microscopic dynamics, the total energy transfer efficiency, i.e., the light-harvesting function, is rather robust. The functional robustness may be due to multiple energy transfer pathways composed of many antenna pigments in the RC.

    DOI： 10.1063/5.0077290

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  • Variable immersion microscopy with a high numerical aperture 査読 国際誌

    Keita Ishida, Kanta Naruse, Yuta Mizouchi, Yoshihiro Ogawa, Michio Matsushita, Takeshi Shimi, Hiroshi Kimura, Satoru Fujiyoshi

    Optics Letters   46 ( 4 )   856 - 859   2021年2月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Optical Society  

    Three-dimensional (3D) optical microscopy with a high numerical aperture (NA) remains challenging for thick biological specimens owing to aberrations arising from interface refractions. We developed a variable immersion lens (VIL) to passively minimize these aberrations. A VIL is a high-NA concentric meniscus lens and was used in combination with an aberration-corrected high-NA reflecting objective (TORA-FUJI mirror). Wave-optics simulation at a wavelength of 488 nm showed that a VIL microscope enables diffraction-limited 1.2-NA imaging in water (refractive index of 1.34) at a depth of 0.3 mm by minimizing aberrations due to refraction of a sample interface. Another aberration due to the refractive index mismatching between a mounting medium, and an object can also be corrected by the VIL system, because various fluids with different refractive indices can be used as mounting media for the VIL. As a result of correcting the two aberrations at the same time, we experimentally demonstrated that a 6 µm diameter fluorescent bead can be imaged to the true dimensions in 3D.

    DOI： 10.1364/ol.416006

    PubMed

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  • Cryogenic Far-Field Fluorescence Nanoscopy: Evaluation with DNA Origami 査読

    Taku Furubayashi, Keita Ishida, Eiji Nakata, Takashi Morii, Kanta Naruse, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi

    The Journal of Physical Chemistry B   124 ( 35 )   7525 - 7536   2020年8月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)  

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.0c04721

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  • Cryogenic Single-Molecule Spectroscopy of the Primary Electron Acceptor in the Photosynthetic Reaction Center

    Toru Kondo, Risa Mutoh, Hiroaki Tabe, Genji Kurisu, Hirozo Oh-Oka, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita

    The Journal of Physical Chemistry Letters   11 ( 10 )   3980 - 3986   2020年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acs.jpclett.0c00891

    Web of Science

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  • Nanometer Accuracy in Cryogenic Far-Field Localization Microscopy of Individual Molecules 査読

    Taku Furubayashi, Keita Ishida, Hiromu Kashida, Eiji Nakata, Takashi Morii, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi

    The Journal of Physical Chemistry Letters   10 ( 19 )   5841 - 5846   2019年10月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acs.jpclett.9b02184

    Web of Science

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  • Aberration-corrected cryogenic objective mirror with a 0.93 numerical aperture 査読

    Fujiwara Masanori, Ishii Takaki, Ishida Keita, Toratani Yasuharu, Furubayashi Taku, Matsushita Michio, Fujiyoshi Satoru

    APPLIED PHYSICS LETTERS   115 ( 3 )   2019年7月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.5110546

    Web of Science

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  • Cryogenic Fluorescence Localization Microscopy of Spectrally Selected Individual FRET Pairs in a Water Matrix 査読

    Hiroaki Tabe, Kei Sukenobe, Toru Kondo, Atsunori Sakurai, Minako Maruo, Akari Shimauchi, Mitsuharu Hirano, Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Yasuteru Urano, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi

    The Journal of Physical Chemistry B   122 ( 27 )   6906 - 6911   2018年7月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.8b03977

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  • Three-Dimensional Localization of an Individual Fluorescent Molecule with Angstrom Precision 査読

    Taku Furubayashi, Kazuya Motohashi, Keisuke Wakao, Tsuyoshi Matsuda, Isao Kii, Takamitsu Hosoya, Nobuhiro Hayashi, Mahito Sadaie, Fuyuki Ishikawa, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   139 ( 26 )   8990 - 8994   2017年7月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jacs.7b03899

    Web of Science

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  • Reflecting microscope system with a 0.99 numerical aperture designed for three-dimensional fluorescence imaging of individual molecules at cryogenic temperatures 査読

    H. Inagawa, Y. Toratani, K. Motohashi, I. Nakamura, M. Matsushita, S. Fujiyoshi

    SCIENTIFIC REPORTS   5   2015年8月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1038/srep12833

    Web of Science

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  • Temperature-cycle microscopy reveals single-molecule conformational heterogeneity 査読

    Haifeng Yuan, Alexander Gaiduk, Joanna R. Siekierzycka, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita, Daniel Nettels, Benjamin Schuler, Claus A. M. Seidel, Michel Orrit

    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   17 ( 9 )   6532 - 6544   2015年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/c4cp05486e

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  • Spectroscopy of single Pr3+ ion in LaF3 crystal at 1.5 K 査読

    Ippei Nakamura, Tatsuya Yoshihiro, Hironori Inagawa, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita

    SCIENTIFIC REPORTS   4   2014年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1038/srep07364

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  • Three-dimensional laser-scanning confocal reflecting microscope for multicolor single-molecule imaging at 1.5 K 査読

    Minako Maruo, Hironori Inagawa, Yasuharu Toratani, Toru Kondo, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS   591   233 - 236   2014年1月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cplett.2013.11.039

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  • 1P252 光合成反応中心タンパク質の極低温単一分子分光(18B. 光生物:光合成,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Kondo Toru, Mutoh Risa, Kurisu Genji, Oh-oka Hirozo, Fujiyoshi Satoru, Matsushita Michio

    生物物理   54 ( 1 )   S182   2014年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI： 10.2142/biophys.54.S182_6

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  • Mechanical stability of a microscope setup working at a few kelvins for single-molecule localization 査読

    Takuya Hinohara, Yuki I. Hamada, Ippei Nakamura, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi

    CHEMICAL PHYSICS   419   246 - 249   2013年6月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.chemphys.2013.02.024

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  • 3P252 光合成反応中心タンパク質で機能する電子移動担体の極低温1分子分光(18B.光生物:光合成,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

    Kondo Toru, Mutoh Risa, Kurisu Genji, Oh-oka Hirozo, Fujiyoshi Satoru, Matsushita Michio

    生物物理   53 ( 1 )   S253   2013年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI： 10.2142/biophys.53.S253_5

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  • Single-protein study of photoresistance of pigment-protein complex in lipid bilayer 査読

    Daisuke Uchiyama, Hajime Hoshino, Kohei Otomo, Taro Kato, Ken-ichi Onda, Akira Watanabe, Hiroyuki Oikawa, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita, Mamoru Nango, Natsuko Watanabe, Ayumi Sumino, Takehisa Dewa

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS   511 ( 1-3 )   135 - 137   2011年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cplett.2011.06.019

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  • Structural Change of a Cofactor Binding Site of Flavoprotein Detected by Single-Protein Fluorescence Spectroscopy at 1.5 K 査読

    Satoru Fujiyoshi, Mitsuharu Hirano, Michio Matsushita, Mineo Iseki, Masakatsu Watanabe

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   106 ( 7 )   2011年2月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.106.078101

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  • Single-component reflecting objective for low-temperature imaging and spectroscopy of single nano objects 査読

    Masanori Fujiwara, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita

    SELECTED PAPERS FROM 17TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON DYNAMICAL PROCESSES IN EXCITED STATES OF SOLIDS (DPC'10)   13   2011年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1016/j.phpro.2011.02.009

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  • Reconstitution of bacterial photosynthetic unit in a lipid bilayer studied by single-molecule spectroscopy at 5 K 査読

    Daisuke Uchiyama, Hiroyuki Oikawa, Kohei Otomo, Mamoru Nango, Takehisa Dewa, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita

    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   13 ( 24 )   11615 - 11619   2011年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/c1cp20172g

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  • Vibrational Microspectroscopy of Single Proteins 査読

    Satoru Fujiyoshi, Yo Furuya, Mineo Iseki, Masakatsu Watanabe, Michio Matsushita

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS   1 ( 17 )   2541 - 2545   2010年9月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jz100858b

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  • Single-component reflecting objective for ultraviolet imaging and spectroscopy at cryogenic temperature 査読

    Masanori Fujiwara, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita

    JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B-OPTICAL PHYSICS   26 ( 7 )   1395 - 1399   2009年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1364/JOSAB.26.001395

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  • Visible fluorescence spectroscopy of single proteins at liquid-helium temperature (vol 100, artn 168101, 2008) 査読

    Satoru Fujiyoshi, Masanori Fujiwara, Michio Matsushita

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   100 ( 17 )   2008年5月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語  

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.100.179903

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  • How deep is the potential well confining a protein in a specific conformation? A single-molecule study on temperature dependence of conformational change between 5 and 18 K

    Hiroyuki Oikawa, Satoru Fujiyoshi, Takehisa Dewa, Mamoru Nango, Michio Matsushita

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   130 ( 14 )   4580 - +   2008年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/ja078020p

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    PubMed

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  • Visible fluorescence spectroscopy of single proteins at liquid-helium temperature 査読

    Satoru Fujiyoshi, Masanori Fujiwara, Michio Matsushita

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   100 ( 16 )   2008年4月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.100.168101

    Web of Science

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  • How deep is the potential well confining a protein in a specific conformation? A single-molecule study on temperature dependence of conformational change between 5 and 18 K 査読

    Hiroyuki Oikawa, Satoru Fujiyoshi, Takehisa Dewa, Mamoru Nango, Michio Matsushita

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   130 ( 14 )   4580 - +   2008年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/ja078020p

    Web of Science

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  • 3P-268 5から18Kでの単一分子分光による光合成アンテナ複合体の構造揺らぎの観測(光生物・光合成,第46回日本生物物理学会年会)

    Oikawa Hiroyuki, Fujiyoshi Satoru, Dewa Takehisa, Nango Mamoru, Matsushita Michio

    生物物理   48   S169   2008年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI： 10.2142/biophys.48.S169_1

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  • Single-component reflecting objective for low-temperature spectroscopy in the entire visible region 査読

    Satoru Fujiyoshi, Masanori Fujiwara, Changman Kim, Michio Matsushita, Antoine M. van Oijen, Jan Schmidt

    APPLIED PHYSICS LETTERS   91 ( 5 )   2007年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.2767778

    Web of Science

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  • COLL 213-Fourth-order Raman observation of organic molecules adsorbed on TiO2 査読

    Tomonori Nomoto, Satoru Fujiyoshi, Taka-aki Ishibashi, Hiroshi Onishi

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   232   2006年9月

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    記述言語：英語  

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  • Molecular vibrations at a liquid-liquid interface observed by fourth-order Raman spectroscopy 査読

    S Fujiyoshi, T Ishibashi, H Onishi

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   110 ( 19 )   9571 - 9578   2006年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jp060457g

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  • Time-resolved infrared spectroscopy of K3Ta3B2O12 photocatalysts for water splitting 査読

    T Ikeda, S Fujiyoshi, H Kato, A Kudo, H Onishi

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   110 ( 15 )   7883 - 7886   2006年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jp057536x

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  • Fourth-Order Raman Spectroscopy at A Liquid-Liquid Interface 査読

    Hiroshi Onishi, Satoru Fujiyoshi, Taka-aki Ishibashi

    Journal of Physical Chemistry B   110・・9571-9578   2006年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Fourth-order Raman spectroscopy of wide-band gap materials 査読

    S Fujiyoshi, T Ishibashi, H Onishi

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   109 ( 18 )   8557 - 8561   2005年5月

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  • Low-frequency vibrations of molecular submonolayers detected by time-domain Raman spectroscopy 査読

    S Fujiyoshi, T Ishibashi, H Onishi

    JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE   735   169 - 177   2005年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.molstruc.2004.11.011

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  • Fifth-order Raman spectroscopy of excited-state molecules 査読

    S Fujiyoshi, T Ishibashi, H Onishi

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A   108 ( 51 )   11165 - 11171   2004年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jp0461899

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  • Interface-specific vibrational spectroscopy of molecules with visible lights 査読

    S Fujiyoshi, TA Ishibashi, H Onishi

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   108 ( 30 )   10636 - 10639   2004年7月

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  • Time-resolved impulsive stimulated Raman studies of 1,1 '-binaphthyl in the excited state: Low-frequency vibrations and conformational relaxation 査読

    S Fujiyoshi, S Takeuchi, T Tahara

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A   108 ( 28 )   5938 - 5943   2004年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jp048968v

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  • Time-domain Raman measurement of molecular submonolayers by time-resolved reflection spectroscopy 査読

    S Fujiyoshi, TA Ishibashi, H Onishi

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   108 ( 5 )   1525 - 1528   2004年2月

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  • Time-resolved impulsive stimulated Raman scattering from excited-state polyatomic molecules in solution 査読

    S Fujiyoshi, S Takeuchi, T Tahara

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A   107 ( 4 )   494 - 500   2003年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jp0270856

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  • Coherence, relaxation and reaction of solution-phase molecules studied by femtosecond nonlinear spectroscopy: Vibrational coherence observed in the third order optical process 査読

    T Tahara, S Takeuchi, S Fujiyoshi, S Matsuo

    ICONO 2001: ULTRAFAST PHENOMENA AND STRONG LASER FIELDS   4752   82 - 88   2002年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1117/12.469096

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  • Lewis acid mediated domino allylation of diallylsilane to alpha,beta-unsaturated ketones 査読

    T Akiyama, K Asayama, S Fujiyoshi

    JOURNAL OF THE CHEMICAL SOCIETY-PERKIN TRANSACTIONS 1   ( 22 )   3655 - 3656   1998年11月

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    担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/a807640e

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  • Observation of weak fluorescence from the second excited state in an anthracene crystal 査読

    R Katoh, S Fujiyoshi, M Kotani

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS   292 ( 4-6 )   621 - 624   1998年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/S0009-2614(98)00708-8

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  • Allyldiisopropylphenylsilane as a synthetic equivalent of 2-hydroxy-1,3-dipole. Stereoselective synthesis of cyclopentanols 査読

    T Akiyama, E Hoshi, S Fujiyoshi

    JOURNAL OF THE CHEMICAL SOCIETY-PERKIN TRANSACTIONS 1   ( 14 )   2121 - 2122   1998年7月

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    担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/a804118k

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MISC

  • 8aAQ-1 6Kにおける光合成反応中心タンパク質の単一分子分光解析(8aAQ 光生物・タンパク質・核酸,領域12(ソフトマター物理・化学物理・生物物理))

    近藤 徹, 武藤 梨沙, 栗栖 源嗣, 大岡 宏造, 藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   69 ( 2 )   201 - 201   2014年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 25pBB-8 固体中の単一核スピンの光観測に向けたPr^<3+>の一イオン分光(量子エレクトロニクス(量子コンピューター・デコヒーレンス・量子光学),領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理))

    中村 一平, 藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   68 ( 2 )   133 - 133   2013年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 27pEJ-12 温度数Kにおける色素1分子の3次元イメージング(27pEJ 微粒子・ナノ結晶,領域5(光物性))

    丸尾 美奈子, 稲川 博敬, 松下 道雄, 藤芳 暁

    日本物理学会講演概要集   68 ( 1 )   814 - 814   2013年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 20pFJ-12 開口数0.8の極低温用対物レンズ : 一分子蛍光観測による評価(20pFJ 微粒子・ナノ結晶,顕微・近接場分光,領域5(光物性))

    稲川 博敬, 丸尾 美奈子, 藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   67 ( 2 )   708 - 708   2012年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • タンパク質の構造変化と単一分子分光 招待 査読

    小井川浩之, 藤芳暁, 出羽毅久, 南後守, 松下道雄

    高分子   60 ( 2 )   80 - 81   2011年2月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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    その他リンク： http://orcid.org/0000-0001-5216-0813

  • 21pTD-5 低温固体中の単一Pr^<3+>核スピン量子状態分光の試み(21pTD 量子エレクトロニクス(量子情報,イオントラップ,周波数標準),領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理))

    中村 一平, 吉弘 達矢, 藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   65 ( 1 )   195 - 195   2010年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 23aHL-3 1.5Kにおける単一色素分子の蛍光スペクトルの時間変化の起源探究(23aHL 顕微・近接場分光,誘電体,領域5(光物性))

    島内 明理, 櫻井 敦教, 平野 充遥, 藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   65 ( 1 )   793 - 793   2010年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 27pSK-9 低温固体中の単一Pr^<3+>の発光検出の試み(27pSK 量子エレクトロニクス(輻射場の量子情報処理,エンタングルメント),領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理))

    吉弘 達矢, Hirano M., 中村 一平, 藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   64 ( 1 )   144 - 144   2009年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 20pZA-5 低温固体中の単一イオンの発光検出に向けた可視顕微分光システムの開発(20pZA 量子エレクトロニクス(分光,超高速現象,高強度レーザー,量子エレクトロニクス一般),領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理))

    吉弘 達矢, 平野 充遙, 藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   63 ( 2 )   102 - 102   2008年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 23pYD-4 顕微分光による光合成アンテナ複合体間のエネルギー移動の研究(生物物理,領域12,ソフトマター物理,科学物理,生物物理)

    古屋 陽, 内山 大輔, 藤芳 暁, 松下 道雄, 末守 良春, 出羽 毅久, 南後 守

    日本物理学会講演概要集   63 ( 1 )   358 - 358   2008年2月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 23pYD-6 二光子蛍光による低温の単一タンパク質分光(生物物理,領域12,ソフトマター物理,科学物理,生物物理)

    藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   63 ( 1 )   358 - 358   2008年2月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 23pYD-5 1.5Kで使える反射対物レンズの球面収差及び色収差の改善(生物物理,領域12,ソフトマター物理,科学物理,生物物理)

    藤原 正規, 藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   63 ( 1 )   358 - 358   2008年2月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 21aRK-3 人工脂質膜中における光合成アンテナ複合体の会合体の分光(生物物理,領域12,ソフトマター物理,化学物理,生物物理)

    内山 大輔, 古屋 陽, 藤芳 暁, 松下 道雄, 出羽 毅久, 南後 守

    日本物理学会講演概要集   62 ( 2 )   348 - 348   2007年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 21aZB-13 一体成形反射型対物レンズを用いたヘリウム温度における散乱イメージング(領域5,領域1合同 フォトニック結晶,顕微・近接場分光,領域1,原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理)

    藤原 正規, 藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   62 ( 1 )   175 - 175   2007年2月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 21aZB-13 一体成形反射型対物レンズを用いたヘリウム温度における散乱イメージング(領域5,領域1合同 フォトニック結晶,顕微・近接場分光,領域5,光物性)

    藤原 正規, 藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   62 ( 1 )   760 - 760   2007年2月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 23pRC-1 ミセルと脂質膜における光合成アンテナ複合体の構造の研究(23pRC 生物物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    内山 大輔, 藤芳 暁, 松下 道雄, 末守 良春, 出羽 毅久, 南後 守

    日本物理学会講演概要集   61 ( 2 )   247 - 247   2006年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 28pPSB-55 極低温における単一分子分光でみられる光合成アンテナ複合体のスペクトル拡散について(28pPSB 領域12ポスターセッション(ソフトマター,化学物理,生物物理),領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    小井川 浩之, 藤芳 暁, 松下 道雄, 末守 良春, 出羽 毅久, 南後 守

    日本物理学会講演概要集   61 ( 1 )   374 - 374   2006年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 22pPSA-29 単一タンパク分光を目指した多光子顕微鏡の開発(領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    藤芳 暁, 金 昌萬, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   60 ( 2 )   258 - 258   2005年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 21aXG-4 光合成アンテナ複合体に見られる異常な吸収線形について(化学物理一般,光応答・光散乱,量子系・電子状態,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    加藤 太朗, 藤芳 暁, 松下 道雄

    日本物理学会講演概要集   60 ( 2 )   239 - 239   2005年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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受賞

  • 理学系若手教育賞

    2019年3月   東京工業大学  

    藤芳 暁

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  • 科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2014年4月   文部科学省  

    藤芳 暁

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  • 理学系若手奨励賞

    2013年12月   東工大 理工学研究科（理学系）  

    藤芳 暁

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  • 挑戦的研究賞 学長特別賞

    2012年8月   東京工業大学  

    藤芳 暁

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  • 七夕フェロー

    2010年8月   理化学研究所GSC  

    藤芳 暁

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  • 研究助成

    2010年8月   (公)分子科学奨励森野基金  

    藤芳 暁

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  • 若手奨励賞

    2009年3月   日本物理学会  

    藤芳 暁

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  • (財)手島記念教育資金団 中村発明賞

    2009年2月  

    藤芳 暁

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  • 分子構造総合討論会 奨励賞

    2004年9月  

    藤芳 暁

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 集光性アンテナの構造と機能の１分子相関観察

    研究課題/領域番号：24H00872  2024年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

    渡辺 麻衣, 藤芳 暁

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    配分額：52130000円 （ 直接経費：40100000円 、 間接経費：12030000円 ）

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  • クライオnanoCLEMで拓くクロススケール新生物学

    研究課題/領域番号：24H01272  2024年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    藤芳 暁

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    配分額：9100000円 （ 直接経費：7000000円 、 間接経費：2100000円 ）

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  • クロススケール顕微鏡の実現

    研究課題/領域番号：22H05534  2022年6月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    藤芳 暁

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    配分額：9360000円 （ 直接経費：7200000円 、 間接経費：2160000円 ）

    本課題の目的は、細胞内にあるメゾ複雑体を分子レベルで観察できる「クロススケール顕微鏡」を開発することにある。クロススケール顕微鏡とは、電子線ト モグラフィーとクライオ蛍光顕微鏡を組み合わせた顕微鏡である。これにより、光と電子で凍結細胞の同一視野をナノレベルの分解能で観察することを目指して いる。 蛍光顕微鏡は1分子の感度で細胞全体を観察できる唯一の方法である。しかも、フラグメント抗体などを用いれば、分子選択的な蛍光観察はもちろん、リン酸 化などの化学修飾選択的な観察も可能である。一方、クライオ電子顕微鏡は、細胞外であれば、分子複合体を原子レベルで観察できる。さらに、細胞全体を観察 するかわりに、収束イオンビームと走査型電子顕微鏡を組み合わせで細胞を加工し、凍結切片化した細胞に含まれる生体分子を観察する方法が提案されている。 このように、クライオ蛍光顕微鏡は小器官のような比較的大きな構造体の観察、電子顕微鏡は分子複合体の観察と、得意とする観察対象が分かれており、二つを 組み合わせると強力な顕微観察法になる。しかし、実際には、蛍光顕微鏡の分解能が電子顕微鏡に比べて2桁悪いため、同一視野を観察しても、それぞれの情報 を相関させることは困難である。ごく最近、申請者らは数nm分解能のクライオ蛍光顕微鏡を開発しており、光と電子の分解能の隔たりを解消した。本課題では、 ナノレベルの分解能のクライオ蛍光顕微鏡と電子線トモグラフィーを組み合わせた「クロススケール顕微鏡」を開発する。これにより、細胞内のメゾ複雑体を観 察し、生命現象の謎に挑むことを目的とした。
    2023年度は目的にそって、「クロススケール顕微鏡」の開発を完了した。その応用例として、ミトコンドリアと小胞体間のコンタクトサイトの研究をおこなった。その結果、厚さ50 nmの樹脂包埋切片のクロススケール顕微鏡観察に成功した。

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  • 生体環境でのGPCRの構造ダイナミクス

    研究課題/領域番号：21H05037  2021年7月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    濡木 理, 小笠原 諭, 藤芳 暁, 井上 飛鳥

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    配分額：189280000円 （ 直接経費：145600000円 、 間接経費：43680000円 ）

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  • 細胞核形成における分子機構についての研究

    研究課題/領域番号：21H01876  2021年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    藤芳 暁, 工藤 史貴, 志見 剛

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    配分額：17290000円 （ 直接経費：13300000円 、 間接経費：3990000円 ）

    近年、クライオ電子線トモグラフィーによる単粒子解析の急速な発展により、精製たんぱく質の原子モデルを得ることが可能になってきた。しかし、細胞の機能を理解するには、細胞外(in vitro)の情報だけでは不十分である。細胞内部では、多種多様なたんぱく質が混在し、相互作 用することで分子ネットワークをつくって機能を発現しているからである。つまり、細胞の機能を理解するには、細胞内部(in vivo)で「生体分子複合体がどこに局在し、どのような分子との相互作用があるか」を分子レベルでの観察が必要である。
    生体分子は、分子間相互作用という近距離で働く力を利用して、大きさ数十ミクロンの細胞を形成している。しかし、細胞をナノメートルからミクロンまで継ぎ目なく観察できる顕微鏡が存在しないため、その詳細は良く分かっていない。そこで、研究代表者らは、このような観察できる「超流動ヘリウム蛍光顕微鏡」の開発をおこなってきた。昨年、この顕微鏡を用いて、ナノレベルの1分子イメージングに成功した。本研究では、超流動ヘリウム蛍光顕微鏡で細胞核を観察することで、体細胞分裂期に起こる形態変化の様子を分子レベルで観察し、細胞核形成の分子機構について研究することを目的とする。
    本年度は、このような背景から、細胞内標識技術の開発をおこなった。その結果、細胞核表面にある核膜孔の蛍光標識に成功した。本課題で開発している色素分子は可視波長域の励起光を吸収し、光を吸収した置換基から近赤外蛍光性の置換基に励起エネルギー移動がおこり、蛍光が発せられる。よって、分子全体としては、可視吸収性かつ近赤外蛍光性になる。この分子を用いることにより、細胞自身の自家蛍光が低い近赤外波長領域の１分子観察が可能になり、細胞内でのナノレベル観察が現実味を帯びてきた。

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  • 細胞核形成における分子機構についての研究

    研究課題/領域番号：23K21093  2021年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    藤芳 暁, 工藤 史貴, 志見 剛

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    配分額：17290000円 （ 直接経費：13300000円 、 間接経費：3990000円 ）

    近年、クライオ電子線トモグラフィーによる単粒子解析の急速な発展により、精製たんぱく質の原子モデルを得ることが可能になってきた。しかし、細胞の機能を理解するには、細胞外(in vitro)の情報だけでは不十分である。細胞内部では、多種多様なたんぱく質が混在し、相互作用することで分子ネットワークをつ くって機能を発現しているからである。つまり、細胞の機能を理解するには、細胞内部(in vivo)で「生体分子複合体がどこに局在し、どのような分子との相互作用があるか」を分子レベルでの観察が必要である。 生体分子は、分子間相互作用という近距離で働く力を利用して、大きさ数十ミクロンの細胞を形成してい る。しかし、細胞をナノメートルからミクロンまで継ぎ目なく観察できる顕微鏡が存在しないため、その詳細は良く分かっていない。そこで、研究代表者らは、 このような観察できる「超流動ヘリウム蛍光顕微鏡」の開発をおこなってきた。昨年、この顕微鏡を用いて、ナノレベルの1分子イメージングに成功した。本研究では、超流動ヘリウム蛍光顕微鏡で細胞核を観察する ことで、体細胞分裂期に起こる形態変化の様子を分子レベルで観察し、細胞核形成の分子機構について研究することを目的とする。 本年度は核膜孔タンパク質にハロタグをノックインした細胞を用いて、細胞の厚さと蛍光画像の像質の関係を丁寧に研究し、100 nm以下の凍結切片が「超流動ヘリウム蛍光顕微鏡」に最適であることがわかった。また、同様にRNAP2についても研究をおこなった。

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  • クロマチン構造の核内観察

    研究課題/領域番号：21H00246  2021年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    藤芳 暁

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    配分額：9360000円 （ 直接経費：7200000円 、 間接経費：2160000円 ）

    近年、生物顕微鏡の技術が飛躍的に進歩している。これは、2014年の超解像蛍光顕微鏡、2017年のクライオ電子顕微鏡の生物試料への応用がノーベル化学賞を受賞していることでも分かる。ところが実際には、超解像蛍光顕微鏡の分解能は分子レベルには１桁足りず、クライオ電顕を用いた単粒子解析では数万分子の平均値として原子モデルが得られるが、分子レベルの画像化法ではない。このような背景から、応募者たちのグループは１５年かけて細胞内部を真に分子レベルで可視化できる超流動ヘリウム蛍光顕微鏡の開発をおこなってきた。その結果、前回の公募研究において、DNAオリガミを用いることで、ヌクレオソーム分解能の光イメージングに実証した。
    当該課題の研究目的は物理学者・生物学者・化学者の三者協力により、前人未踏の細胞内の分子イメージングを実証し、クロマチンの機能を分子レベルで理解するための新しい方法論を確立することである。さらに、同一の細胞株に対して、ライブイメージングをおこなうことで、超流動ヘリウム蛍光顕微鏡で観察されたナノレベルの空間情報がクロマチン動態にどのように関係しているかについて研究することを目標としている。
    本年度は、上記の研究目的を実現するために、（１）細胞内の分子イメージングを実現するために必須のオングスロームレベルの安定性とミリメーターの走査範囲を両立した位置センサーの開発と（２）生細胞観察のための光シート顕微鏡の励起光の光学シミュレーションおよび実験をおこなった。（１）、（２）共に順調に研究が進んだ。

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  • 生体試料の深部のクライオ１分子イメージング

    研究課題/領域番号：19K22162  2019年6月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    藤芳 暁

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    配分額：6500000円 （ 直接経費：5000000円 、 間接経費：1500000円 ）

    高い開口数の対物レンズを用いて、厚みのある生体試料を回折限界の性能を得ようとするのは困難である。当該プロジェクトでは、このようなイメージングを可能にする可変浸レンズシステムを開発した。その結果、大きさ５０ミクロンの乳腺細胞の細胞塊などの厚みのある生体試料を正しく画像化ができることを実験的にしめした。この成果は原著論文として報告済みであり、広く科学者に成果を紹介している。今後は生理条件およびクライオ条件での実験成果を通じて、社会に貢献したい。

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  • クライオ蛍光顕微鏡による細胞核内構造の超微細イメージング

    研究課題/領域番号：19H05255  2019年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    藤芳 暁

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    配分額：8450000円 （ 直接経費：6500000円 、 間接経費：1950000円 ）

    近年、生物顕微鏡の技術が飛躍的に進歩している。しかし、その中にも、細胞内部を分子レベルで画像化する方法は存在しない。そこで、研究代表者らは 15 年かけて、このような画像化 ができるクライオ蛍光顕微鏡の開発をおこなってきた。その結果、2017 年に、蛍光色素 (ATTO 647N)の三次元位置を精度 1 nm で1 分子観測することに世界ではじめて成功した。この 実験は細胞外で行われたものである。本研究の目的はこの技術を細胞内部の観察に応用することで、前人未踏の細胞内部の分子レベルイメージングを実現することである。
    上記のような目的に対して、2020年度はクライオ条件における細胞内観察に不可欠の可変浸レンズを開発した。厚みのある生体試料の観察には球面収差と呼ばれる大きな収差により画像が歪むことが知られている。可変浸レンズはこの球面収差をゼロに出来る光学素子である。我々は当該領域の研究代表である木村宏博士と共同して、可変浸レンズの実証をおこなった。その結果、実証に成功し、原著論文も報告している。さらに、2019年度に報告した「１分子ナノスコピー」の続報として、DNAオリガミを用いて定量的に１分子ナノスコピーの結果をまとめた原著論文を報告した。さらに、細胞内観察に不可欠な技術として、蛍光プローブの開発にも挑戦した。その結果、非特異的吸着が少ない蛍光プローブの開発に成功した。いよいよ、この３つの技術を用いて、来年度は前人未踏の細胞内部の分子レベルイメージングを実現する。

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  • タンパク質の分子間相互作用の１分子観察

    研究課題/領域番号：16H04094  2016年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    藤芳 暁, 林 宣宏

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    配分額：16900000円 （ 直接経費：13000000円 、 間接経費：3900000円 ）

    タンパク質は複合体をつくり生理機能を発現している。当該課題の研究目的は、その分子間相互作用を１分子観察できる光イメージング法を確立することにある。このような試みは世界的に見ても誰も成功していない。それは、分子間相互作用を研究するには、解像度1 nmで三次元全ての軸に対する空間情報を取得しなければならないからである。
    このような背景から我々は、ナノメートルの分解能のクライオ蛍光顕微鏡の開発に取り組んだ。その結果、昨年、短い二本鎖DNAの両末端（長さ10 nm）を光で１分子観察することに成功した。また、分子間相互作用の観察のプラットフォームとなる非天然アミノ酸を用いた蛍光標識に成功している。

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  • テロメア反応トランスアクションの研究

    研究課題/領域番号：15H02383  2015年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    石川 冬木, 山下 克美, 若林 雄一, 藤芳 暁

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    配分額：40430000円 （ 直接経費：31100000円 、 間接経費：9330000円 ）

    CST複合体はCtc1, Stn1, Ten1の三因子からなる一本鎖DNA結合蛋白質複合体である。本複合体は出芽酵母、分裂酵母から哺乳類、植物まで保存されているが、その詳細な機能については不明な点が多かった。分裂酵母において同複合体は生存に必須であるが、本研究において我々は、先ず分裂酵母Stn1をコードするstn1遺伝子の温度感受性変異株stn1-1を取得した。次にstn1-1を許容温度、半許容温度、非許容温度において本複合体機能を低下させたときに、サブテロメアおよびリボソームRNA遺伝子における複製フォークの進行に必要なことを明らかにした。

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  • 細胞内部を観る分子解像度の三次元蛍光顕微鏡

    研究課題/領域番号：14528032  2014年 - 2017年

    科学技術振興機構  戦略的な研究開発の推進/戦略的創造研究推進事業/さきがけ

    藤芳 暁

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    細胞で起こる生命活動には無数の生体分子が関わっており、これらの分子は互いに相互作用することで三次元的なネットワークを形成していることが示唆されています。しかし、示唆されているネットワークのほとんどは、既存の方法では可視化することが難しく、その機能には謎が多く残っています。当該研究では、細胞内部にある三次元のネットワークを分子解像度で可視化する方法論を確立します。

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  • インフルエンザウィルスのプロトンチャネルの高次構造の一分子観測

    研究課題/領域番号：23685002  2011年4月 - 2014年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(A)

    藤芳 暁

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    配分額：29250000円 （ 直接経費：22500000円 、 間接経費：6750000円 ）

    温度1.5 Kに冷却した生体分子の三次元イメージングをするための１分子蛍光顕微鏡を開発した。この顕微鏡の特性をＱdotにより評価した。まず、この顕微鏡は635, 532, 405 nmのどの波長でも色収差なく使用することが可能であった。さらに、その焦点付近の光分布（点像分布関数）は理論値の1.2倍以下であった。これを用いて、２個の分子の位置決定精度（解像度）を見積もったところ、焦平面方向が3 nm、光軸方向が 18 nmであった。

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  • 発がんにおけるテロメア機能

    研究課題/領域番号：22220012  2010年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    石川 冬木, 鍋谷 彰, 樽本 雄介, 榊原 康文, 若林 雄一, 藤芳 暁

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    配分額：217620000円 （ 直接経費：167400000円 、 間接経費：50220000円 ）

    がん細胞は勝手に「賢く」なって、患者との「戦い」に勝つように見える。がん細胞は正常細胞と異なり、自分がもつ遺伝子・染色体を、自分の都合が良いようにさまざまに変化させることができる。このことが、がん細胞の「自律的な悪性化」の理由である。本研究では、CST複合体と呼ばれるタンパク質に注目して、その正確な機能を明らかにするとともに、その異常がどのようにがん細胞に利用されているのか解明を試みた。

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  • 単一アミノ酸分光

    研究課題/領域番号：21655005  2009年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    藤芳 暁

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    配分額：3200000円 （ 直接経費：3200000円 ）

    本研究課題の当初の目的は、アミノ酸残基を蛍光プロープとすることで単一タンパク質分光を全てのタンパク質に適応できる分光法とすることにある。この技術はプローブとしての高い応用性に加えて、光センサータンパク質の生理機能を解明につながる学術的にも重要なタンパク質の構造情報を引き出すことができると考えていた。
    2年間の研究成果として、世界的に見てユニークな可視波長域(波長400-600nm)の単一分子蛍光分光装置の開発に成功した。この装置のポイントは2つある。1つは、光学顕微鏡の空間操作機構の改良を行うことで、精度良く一分子を観測できるようにした。2つ目は、昨年度実施した対物レンズの球面収差を補正により、背景光を半分に抑えることに成功した。これらの技術革新の結果、ミドリムシの光回避応答に関係するフラビンタンパク質の一分子分光に成功した。この結果から、当初の目標であった単一アミノ酸の動きを分光学的に追跡することに成功した。これは、温度数ケルビンにおけるフラビンタンパク質の1分子分光の世界で初めての成功例である。
    上にあげた改善を尽くしても、芳香族アミノ酸自身を直接的に観測するための紫外域の実験(波長200-300nm)は不可能であった。これを実現するためには、対物レンズの性能を上げ、空間分解能を向上させることが必須であると認識している。しかし、これまでは波長800nmが短波長の限界であった温度数ケルビンの単一分子分光を可視波長域に広げたことは学術的に大きな進歩であると考えている。

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  • 液体ヘリウム温度での単一分子分光による酵素の構造・機能相関の研究

    研究課題/領域番号：19056011  2007年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    松下 道雄, 藤芳 暁, 藤芳 暁

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    配分額：35000000円 （ 直接経費：35000000円 ）

    物質としての酵素タンパク質の研究は、単離精製された均質な試験管の溶液で行われる。しかし細胞内の酵素タンパク質は一分子ごとに異なった場所・環境下にあってそれぞれの分子が異なった状態にある。このため、酵素機能をタンパク質の分子論に基づいて理解するためにはタンパク質一分子の観測が不可欠である。今回我々は、可視蛍光性タンパク質一分子の分光測定を実現した。

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  • 単一タンパク質の振動分光

    研究課題/領域番号：19685001  2007年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(A)

    藤芳 暁

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    配分額：24830000円 （ 直接経費：19100000円 、 間接経費：5730000円 ）

    本研究では、これまで誰も成功していなかったタンパク質の中赤外吸収スペクトルの1分子観測に成功した。これまで、中赤外吸収を測定するには、感度が良いとされる顕微赤外分光装置でも、100万個のタンパク質が必要であり、1分子の観測例は無かった。そこで、我々は従来法を改良するのではなく、以下に示す全く新しい光学課程を用いて、これを1分子観測を実現した。数ケルビンでも、タンパク質を結合させた色素の蛍光測定し続けていると、無蛍光状態になる。この時、タンパク質に共鳴する赤外光を入射すると、色素の状態が無蛍光状態から蛍光状態に変化することを発見した。我々はこの光学現象を用いて、タンパク質の赤外吸収スペクトルの1分子観測に成功した。

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  • 多光子励起による単一タンパク質分光装置の作製

    研究課題/領域番号：17750006  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    藤芳 暁

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    配分額：3600000円 （ 直接経費：3600000円 ）

    本研究課題は「多光子励起による単一タンパク質分光装置の作製」である。本年度はこの研究に対してすべての光学系に反射光学系を用いた低温の顕微鏡を作製し、研究に取り組んだ。本年度中に論文掲載まで至らなかったものの、本課題を遂行するに必要であった「低温で使える反射型対物レンズの開発」および「多光子励起による単一タンパク質の観測」に成功し、論文を投稿および執筆中である。2年間という短い期間のうちに二報の欧文誌に掲載できるような成果が出たということは、本課題がせいこうであったことを物語っている。さらに、分光装置および対物レンズに関するフルペーパーを執筆予定であり、これを合わせると非常に目立った成果であった。
    成果の詳細について以下に述べる。(1)「低温で使える反射型対物レンズの開発」について。これまで我々は低温の単一タンパク質分光を色収差の大きい非球面単レンズを用いていた。このため、色収差が小さい近赤外領域でも100nmくらいが使用可能な波長範囲であった。そこで、我々は合成石英で一体成形の反射型対物レンズを開発・製作し、ヘリウム温度下(1.5K)でも可視全域に渡って色収差無く使用可能なことを示した。(2)「多光子励起による単一タンパク質の観測」について。(1)に述べた対物レンズと多光子励起による優位点を活かして、二光子励起による単一タンパク質分光に成功した。用いたタンパク質の蛍光極大波長は約500nmであり、測定が難しい可視域のタンパク質の蛍光を捕らえることに成功した。

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  • 単分子層以下の極薄膜の超高速光学応答の測定法の開発

    研究課題/領域番号：16750023  2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    藤芳 暁

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    配分額：2600000円 （ 直接経費：2600000円 ）

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