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新配向技術によるベン毛軸糸X線構造解析

Research Project

Project/Area Number 20657014
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Morphology/Structure
Research InstitutionChuo University

Principal Investigator

上村 慎治  Chuo University, 理工学部, 教授 (90177585)

Project Period (FY) 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Keywordsベン毛軸糸 / X線繊維回折 / 流動配向法 / ダイニン / チューブリン / 微小管 / 磁場配向
Research Abstract

本研究では、シンクロトロン高輝度X線ビームライン(SPring8, BL45XU)を用い、波長0.9Aカメラ長1〜3mの条件で、精製ウニ精子ベン毛軸糸、および、ブタ脳精製微小管のX線小角繊維回折の観察を、JASRIの岩本裕行博士の協力により実施した。繊維回折法は、目的の繊維を一方向へ配向させる技術がもっとも重要な課題である。生理的な条件下、短時間に軸糸や微小管を均一に並べる技術の開発にもっとも長い時間を割いた。なぜならば、微速度遠心法や磁場配向法など、数時間〜週の単位の長い時間が必要であった従来手法では、ATPやGTPなどの生理活性物質の分解・枯渇、構成タンパク質の変性などの問題点があり、活性の高い状態で構造解析することは不可能であったためである。試料を懸濁させた溶媒内で、高い流速勾配(shear flow)を形成する点、溶媒内にポリマーを入れる点、この2つの条件で、数秒以内に、数度以下の小さな角度偏差で繊維を配向させることに成功した。この条件を達成させるための特殊なチェンバーを数種類試作し、最終的に、20〜100μlの試料を用い、0.5〜100nmの周期構造の検出が可能で、0〜5,000s^<-1>の勇断流を発生させ、加温制御可能な装置として完成させた。配向特性は直接X線回折像によって直接確認した。チューブリン、ダイニン、スポーク等の軸糸構成要素の長軸方向の周期性の信号(子午線回折)と、微小管径やスペーシングを反映した信号(赤道軸回折)を明確に区別して検出することができた。また、ダイニンやスポークのラセン型配置が、ATP有無の条件下で変化することを示す観察結果を得た。微小管構造の詳細の解析も可能であることも示すことができた。

Report

(1 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2009 2008

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] A new microscope optics for laser dark-filed illuminationapplied to high precision two dimensional measurements of specimen displacement.2008

    • Author(s)
      Naoki Noda
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments 29(2)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] FRAP analysis of molecular diffusion inside sea-urchinspermatozoa.2008

    • Author(s)
      Daisuke Takao
    • Journal Title

      Journal of Experimental Biology 211

      Pages: 3594-3600

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Dynamic features of the axonemal structure of sea-urchin spermflagella revealed by small-angle X-ray diffraction analysis2009

    • Author(s)
      Kamimura S.
    • Organizer
      2^<nd> International Symposium on Bio-nanosystems
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo
    • Year and Date
      2009-11-01
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of small-angle X-ray diffractions from the shear-flow aligned microtubules2009

    • Author(s)
      Kamimura, S., et al.
    • Organizer
      Biophysical Society, 53^<rd> Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Boston (USA)
    • Year and Date
      2009-03-03
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] FRAP Analysis Combined With A Single-cell Electroporation Technique In Sea-urchin Spermatozoa - Investigation for Local Heterogeneity of Apparent Diffusion Rates inside Sperm Cells -2009

    • Author(s)
      Takao, D., et al.
    • Organizer
      Biophysical Society, 53^<rd> Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Boston( USA)
    • Year and Date
      2009-03-03
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ホヤ精子走化性実測データに基づく精子誘引物質感知機構のシミュレーション解析2008

    • Author(s)
      柴小菊, 他
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡)
    • Year and Date
      2008-12-04
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ベン毛運動のメカニクス ; 原核生物と真核生物の間の比較2008

    • Author(s)
      上村慎治
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡)
    • Year and Date
      2008-12-04
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 高圧ジャンプX線小角散乱法を用いた細胞骨格フィラメントの安定性とヌクレオチドキャップの研究2008

    • Author(s)
      藤沢哲朗, 他
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡)
    • Year and Date
      2008-12-04
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ウニ精子を使った単細胞エレクトロポレーション2008

    • Author(s)
      高尾大輔, 他
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡)
    • Year and Date
      2008-09-06
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2016-04-21  

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