| Project/Area Number |
21KK0125
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
塚崎 智也 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80436716)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木 俊樹 県立広島大学, 生命環境学部, 教授 (40292833)
市川 宗厳 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 博士研究員 (80844662)
甲賀 栄貴 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (90909376)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
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| Keywords | 繊毛 / 鞭毛 / 中心対複合体 / クライオ電子顕微鏡法 |
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| Outline of Research at the Start |
繊毛は下等真核生物の運動を駆動するだけでなく、ヒトにおいても気管内からウイルスなどの異物を除去するなど極めて重要な機能を担っている細胞小器官である。その中心部を構成する中心対複合体は多くのタンパク質から構成されているが、未だその構成タンパク質の同定は不十分で、かつ、中心対複合体の立体構造も高分解能では得られていない。そこで、国際共同研究として、クライオ電子顕微鏡法及びX線結晶構造解析を用いて中心対複合体の構造を高分解能で明らかにし、その繊毛の運動制御機構についても理解することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
真核生物の運動駆動装置である繊毛・鞭毛の中心には、屈曲運動を制御する中心対複合体が存在している。中心対複合体は、２本の微小管を軸としてその周囲に多数のタンパク質が結合することで構成される。中心対複合体は繊毛の運動制御に重要な役割を担っているが、構成タンパク質の同定が未だ不十分であるとともに、その高分解能の構造は得られていない。そこで、本研究では中心対複合体の構築や、その機能の詳細について明らかにすることを目指した。中国復旦大学との国際共同研究として、クライオ電子顕微鏡での生体分子の構造解析にむけたサンプル調製、測定、ならびに画像解析を進めた。クライオ電子顕微鏡にてさらに良質な画像を得るためには、サンプルの濃度やバッファー条件などを調製する必要があったため、様々な条件にてサンプル調製を行った。また、中心対複合体を構成する因子のうち、いくつかのタンパク質は結晶構造解析により、より高分解能の構造を得ることで、機能の詳細に迫ろうとした。機能解析では、主に研究分担者の八木教授を中心に、緑藻クラミドモナスの変異株を用いて、中心対複合体に存在する２種類のキネシン様タンパク質（KLP1, FAP125）について調べた。変異体を用いた機能相補実験などから、どちらのタンパク質もモーターの活性を失活させても中心対複合体の最低限の機能は維持されていることが判明した。この２つのタンパク質については、モーターの機能の有無ではなく、タンパク質の存在そのものが中心対複合体の機能に重要であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験の進行状況から、渡航を24年度に行うこととし、研究期間の延長を行なったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
サンプルの準備し、国際的な状況を判断し、国際共同研究先へ渡航する。共同研究先では、最新のクライオ電子顕微鏡のサンプル調製技術を学び、クライオ電子顕微鏡によるデータ収集を行う予定である。エックス線結晶構造解析、機能解析は、前年度から引き続き研究を進める。
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