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バクテリアべん毛モーターの超分子構築過程の解析

Publicly Offered Research

Project AreaHarmonized supramolecular machinery for motility and its diversity
Project/Area Number 15H01332
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionHosei University

Principal Investigator

曽和 義幸  法政大学, 生命科学部, 准教授 (10519440)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywords細菌べん毛モーター / 生物物理
Outline of Annual Research Achievements

細菌べん毛モーターは,細胞膜を通過する共役イオンの流れから得られる自由エネルギーを回転運動へと変換する運動マシナリーである.モーターは,リング状にタンパク質が重合した回転子とその周囲に配置した最大約10個の固定子ユニット(Mot複合体)から構成される.Mot複合体の個数は,モーターにかかる負荷条件や共役イオン駆動力によって柔軟に制御されていることが最近明らかになってきた.本研究では,主に大腸菌べん毛モーターの回転子と固定子を研究対象として,細胞内で機能する超分子複合体の分子ダイナミクスを1分子レベルで可視化し,その構築過程・制御機構の解明を目指した.
本年度は以下の3点について研究結果を得た.
・回転子と固定子を別の蛍光色素でラベルして同時観察することができた.また,モーターへの入力エネルギーをゼロにする条件にすると固定子がモーターから外れることを確認できた.その後,入力エネルギーを回復させると,モーターの組み込み数が元の値よりも多くなるという新しい現象をプレリミナリーではあるが見出した.モーターの再配置によって,固定子組み込み位置が最適化された可能性があり,今後も研究を継続したい.
・光ピンセットによって,モーター固定子の組み込み数の定量を試みた.
・昨年度に引き続き進めている2種類のイオンで動くモーターについて,入力エネルギーの蛍光観察と原子吸光計測による定量および単位固定子ユニットの出力解析により,モーター入出力特性の定量に成功した.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Measurements of the Rotation of the Flagellar Motor by Bead Assay2017

    • Author(s)
      Kasai T & Sowa Y
    • Journal Title

      Methods Mol Biol.

      Volume: 1593 Pages: 185-192

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6927-2_14

    • ISBN
      9781493969265, 9781493969272
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Substrate-dependent dynamics of the multidrug efflux transporter AcrB of Escherichia coli2016

    • Author(s)
      Yamamoto, K., Tamai, R., Yamazaki, M., Inaba, T., Sowa, Y. & Kawagishi, I
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 21909-21909

    • DOI

      10.1038/srep21909

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bacterial Flagellar Motor Switch in Response to CheY-P Regulation and Motor Structural Alterations2016

    • Author(s)
      Ma Q, Sowa Y, Baker MA, Bai F
    • Journal Title

      Biophys J

      Volume: 110 Issue: 6 Pages: 1411-1420

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2016.02.023

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stall Torque of the Bacterial Flagellar Motor Measured by Optical Tweezers2017

    • Author(s)
      Kasai T, Sowa Y
    • Organizer
      OIST Workshop-Bacterial Flagella, Injectisomes & Type III Secretion Systems
    • Place of Presentation
      OIST(沖縄県国頭郡)
    • Year and Date
      2017-03-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-Pressure Inhibition of the Interaction between the Bacterial Flagellar Motor and the Response Regulator CheY2017

    • Author(s)
      Nishiyama M, Sawada T, Che Y-S, Sowa Y, Harada Y, Kawagishi I
    • Organizer
      OIST Workshop-Bacterial Flagella, Injectisomes & Type III Secretion Systems
    • Place of Presentation
      OIST(沖縄県国頭郡)
    • Year and Date
      2017-03-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Input-output Relationship of the Bacterial Flagellar Motor2017

    • Author(s)
      Arai K, Kasai T, Takahashi Y, Ito M, Sowa Y
    • Organizer
      OIST Workshop-Bacterial Flagella, Injectisomes & Type III Secretion Systems
    • Place of Presentation
      OIST(沖縄県国頭郡)
    • Year and Date
      2017-03-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] べん毛モータ回転の強制停止時における発生トルク2017

    • Author(s)
      笠井大司,曽和義幸
    • Organizer
      2017年生体運動研究合同班会議
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2017-01-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Single-molecule studies of the chemo-mechanical coupling in the bacterial flagellar motor2017

    • Author(s)
      Sowa Y
    • Organizer
      OIST Workshop-Bacterial Flagella, Injectisomes & Type III Secretion Systems
    • Place of Presentation
      OIST (沖縄県国頭郡)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 細菌がもつナノマシンの化学-力学共役2017

    • Author(s)
      曽和義幸
    • Organizer
      2016年度 遺伝研研究会「単細胞システム細胞装置ダイナミズム」
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 光ピンセットを用いたバクテリアべん毛モーターの最大トルクの計測2016

    • Author(s)
      Kasai T, Sowa Y
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2016-11-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 2種イオン駆動型べん毛モーターの入力と出力の関係2016

    • Author(s)
      Arai K, Kasai T, Takahashi Y, Ito M, Sowa Y
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2016-11-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 細菌べん毛モーターの顕微解析2015

    • Author(s)
      曽和義幸
    • Organizer
      日本顕微鏡学会-微生物の超微形態解析研究部会主催 2015年研究会
    • Place of Presentation
      帝京平成大学池袋キャンパス(東京都・豊島区)
    • Year and Date
      2015-11-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of bacterial flagellar rotation driven by dual ion2015

    • Author(s)
      Arai K, Takahashi Y, Ito M & Sowa Y
    • Organizer
      第53 回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Dynamics of the nano-rotary motor of bacterial flagella2015

    • Author(s)
      曽和義幸
    • Organizer
      第53 回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 2種類のイオンで駆動するべん毛モーターのエネルギー変換機構の解析2015

    • Author(s)
      荒居謙太,高橋優嘉,伊藤政博,曽和義幸
    • Organizer
      第12 回21 世紀大腸菌研究会
    • Place of Presentation
      琵琶湖グランドホテル・京近江(滋賀県・大津市)
    • Year and Date
      2015-06-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 細菌べん毛モーターの1分子機能解析2015

    • Author(s)
      曽和義幸
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-05-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 微生物分析装置及び微生物分析方法2015

    • Inventor(s)
      田中裕人,小嶋寛明,富成征弘,田中秀吉,川岸郁朗,曽和義幸
    • Industrial Property Rights Holder
      田中裕人,小嶋寛明,富成征弘,田中秀吉,川岸郁朗,曽和義幸
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-096824
    • Filing Date
      2015-05-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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