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タンパク質は、生命の維持に於いて必須な生体高分子である。タンパク質は生体内で時間的・空間的に制御され、様々な重要な役割を果たしている。言い換えると、タンパク質は非常に「ダイナミックな」分子である。したがって、タンパク質の性質を理解するためには、その機能と構造に加えて、運動 (ダイナミクス) を理解することが重要である。タンパク質のダイナミクスを調べる強力な方法として、フェルスター共鳴エネルギー移動 (FRET) 測定や、蛍光相関分光法 (FCS) などが存在する。

Proteins are essential biomolecules to keep our lives. They are regulated spatiotemporally and play a variety of important roles in vivo. That is, proteins are highly “dynamic” molecules. Therefore, to understand the characteristics of proteins, it is of high importance to understand their dynamics as well as their functions and structures. There are some promising techniques to investigate the protein dynamics such as Förster Resonance Energy Transfer (FRET) measurement and Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS).

研究の目標は、FRET測定やFCSに基づいた一分子蛍光分光法を応用することで、タンパク質のダイナミクスを解明することである。一分子測定を行うことで、多分子測定では平均化され埋もれてしまうような各分子の情報を取り出し、タンパク質の性質を詳細に解明することを目指す。明らかにした性質に基づき、タンパク質が生体内でどのように働いているか、モデルを提案する。最終的に、分子レベルで生命現象を深く理解することを目指す。

The objective of our research is to investigate the protein dynamics by applying single-molecule fluorescence microscopy based on FRET measurements and FCS. By applying single-molecule measurements, we will extract information on each molecule bullied in ensemble measurements and will reveal the characteristics of proteins in detail. We will also propose some models on how proteins work in vivo based on the results. Finally, we aim to deeply understand the life phenomena at the molecular level.