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高圧力顕微鏡の開発と生体システムへの応用

Research Project

Project/Area Number 18048028
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

西山 雅祥  Kyoto University, 大学院・理学研究科, 助教 (10346075)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡本 憲二  京都大学, 大学院・理学研究科, 研究員(学術支援) (40402763)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords高圧力 / 光学顕微鏡 / 微生物 / べん毛モーター / 大腸菌 / 遊泳運動
Research Abstract

細胞内に含まれる成分のうち、70%は水であり、生命活動を担う多くの化学反応は水溶液中で進行している。本研究課題では、タンパク質、DNAをはじめとする生体分子が、周囲をとりまく水分子と相互作用することで、どのようにして生物らしい構造形成や機能発現を生み出しているのかそのメカニズムを明らかにすることを目的としている。研究代表者らは、タンパク質の水和状態に着目し、高圧力により水和状態を変化させることで、構造・機能の変調イメージングを行える高圧力顕微鏡の開発に取り組んできた。H19年度は、バクテリアの運動器官であるべん毛モーターを研究対象に、高圧力による回転運動変調と応答計測を行った。べん毛モーターは、主要部分だけでも200以上のタンパク質から構成される巨大なタンパク質複合体であり、細胞外から流入するプロトンイオンの流れを利用して、トルク発生を行っている。研究代表者らは、べん毛の回転方向を調節するCheYを欠失させた菌体を用いて、高圧力顕微鏡の観測窓にべん毛を吸着させ「テザードセル」の実験系を構築し、回転運動が圧力によりどのように変調されるのか観測した。その結果、1000気圧程度の圧力により、べん毛モーターの回転方向・速度が変調されることが明らかになった。このような高圧力下でみられる運動様式は、べん毛モーターのトルク発生部位の周辺の構造や相互作用様式が変化することで引き起こされていると考えられる。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2007 2006

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Realtime measurement of mechanical motion of single protein molecules2007

    • Author(s)
      Okamoto K., Nishiyama M. & Terazima M.
    • Journal Title

      Proceedings of the 2007 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science. 1

      Pages: 151-156

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microscopic Analysis of kinesin-microtubule complex under high hydrostatic pressures.2007

    • Author(s)
      Nishiyama M., Kimura Y., Terazima M.
    • Journal Title

      Biophysical Journal

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] イオンの流れで駆動する生物分子モーター2007

    • Author(s)
      西山雅祥
    • Journal Title

      化学 62・2

      Pages: 59-60

    • NAID

      120005399093

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of a high-pressure microscope and its application to biological systems.2006

    • Author(s)
      Nishiyama M., Kimura.Y., Nishiyama Y., Terazima M.
    • Journal Title

      Proceedings of International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science.

      Pages: 1-5

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Pressure-induced reversal in the rotational direction of the bacterial flagellar motor2007

    • Author(s)
      Nishiyama M., Sowa Y., Kumazaki S., Kimura Y., Homma M., Ishijima A. & Terazima M.
    • Organizer
      日本生物物理学会第45回年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2007-12-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Pressure-velocity relationship of sodium-driven flagellar motor of Vibrio alginolyticus2007

    • Author(s)
      Shimoda Y, Nishiyama M, Kojima S, Homma M, Kimura Y, Terazima M
    • Organizer
      日本生物物理学会第45回年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2007-12-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 高圧力顕微鏡の開発と生体システムへの応用2007

    • Author(s)
      西山雅祥
    • Organizer
      若手研究者ワークショップ
    • Place of Presentation
      東京農工大学
    • Year and Date
      2007-07-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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