並列タイトル等Challenge to near atomic resolution AFM image by fusion of high-speed AFM and advanced image analysis
タイトル（掲載誌）令和1(2019)年度 科学研究費補助金 挑戦的研究(萌芽) 研究成果報告書 = 2019 Fiscal Year Final Research Report
一般注記金沢大学ナノ生命科学研究所
本研究は、生体分子のナノ動態を撮影できる高速原子間力顕微鏡（高速AFM）と、単粒子解析法やディープラーニングによる画像解析を融合し、タンパク質部位の揺らぎ・構造変化を定量化できる画像解析システムの構築を目指した。具体的には、高速AFM動画にMotionCor2を適用し、サブナノメートルの精度で約200枚のAFM画像をドリフト補正することに成功し、その積算画像を得た。積算画像では、タンパク質の動きの少ない部位は空間分解能が向上する一方、揺らぎの大きな部位は分解能が下がり、これを利用してタンパク質内のどの部位が、どの程度の揺らぎを持つのかを定量化することが可能となった。
High-speed atomic force microscopy (HS-AFM) is a unique technique to capture a nano-dynamics of biomolecules under the near physiological conditions. The purpose of this study is to build the image analysis which is capable to quantify fluctuation and structural changes of proteins by combining with single-particle analysis and deep learning. Specifically, we applied MotionCor2 to HS-AFM movies of proteins. As a result, we succeeded in drift-correcting about 200 AFM images with a sub-nanometer accuracy and obtained the integrated image. In the integrated image, the spatial resolution is improved in the part where the protein has a little fluctuation, while the resolution is decreased in the part where the fluctuation is large. Thus, this new combined method allows us to quantify a fluctuation of proteins.
研究課題/領域番号:18K19287, 研究期間(年度):2018-06-29 – 2020-03-31
出典：「高速原子間力顕微鏡と高度画像解析の融合による近原子分解能AFM画像への挑戦」研究成果報告書 課題番号18K19287（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-18K19287/18K19287seika/)を加工して作成
一次資料へのリンクURLhttps://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=52830&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
関連情報https://kaken.nii.ac.jp/ja/search/?kw=80631027
https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-18K19287/
https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-18K19287/18K19287seika/
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）