擬似細胞アレイチップを利用した膜タンパク質の動的構造計測技術の開発

• Project Area: Novel measurement techniques for visualizing 'live' protein molecules at work
• Project/Area Number: 15H01632
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡邉 力也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (30540108)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥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: 擬似細胞アレイ / MEMS / 膜タンパク質 / 生物物理 / マイクロ・ナノデバイス

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、擬似細胞アレイチップを作成し、擬似細胞環境下での膜タンパク質の構造変化計測の実現を目指した。

1, 擬似細胞アレイチップの開発に関しては、生体膜チップに細胞膜を融合させたプロトタイプの作成に成功し、擬似細胞環境下での膜タンパク質の活性を詳細に解析することに成功した。

2, 構造変化計測に関しては、F型ATP合成酵素を計測対象とし、生体膜チップにおいてステップ状の回転運動を可視化することに成功した。

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。

Research Products

• [Journal Article] Arrayed water-in-oil droplet bilayers for membrane transport analysis (2016)
  • Author(s): Watanabe, R., Soga, N., Hara, M., & Noji, H
  • Journal Title: Lab on a Chip Volume: NA Issue: 16 Pages: 3043-3048
  • DOI: 10.1039/c6lc00155f
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Single molecule analysis of membrane transporter activity by using a microsystem (2016)
  • Author(s): Watanabe, R., Soga, N., Ohdate, S., & Noji, H.
  • Journal Title: Methods in Molecular Biology Volume: NA
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Novel nano-device to measure voltage-driven membrane transporter activity (2016)
  • Author(s): Watanabe, R., Soga, N., & Noji, H.
  • Journal Title: IEEE Transactions on Nanotechnology Volume: 15 Issue: 1 Pages: 70-73
  • DOI: 10.1109/tnano.2015.2498167
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ATP hydrolysis assists Phosphate release and promotes reaction ordering in F1-ATPase (2015)
  • Author(s): Li, C. B., Ueno, H., Watanabe, R., Noji, H., & Komatsuzaki, T.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 6 Issue: 1 Pages: 10223-10223
  • DOI: 10.1038/ncomms10223
  • NAID: 120005702360
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Attolitre-sized lipid bilayer chamber array for rapid detection of single transporters (2015)
  • Author(s): Soga, N., *Watanabe, R., & Noji, H.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 5 Issue: 1 Pages: 11025-11025
  • DOI: 10.1038/srep11025
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Artificial biomembrane microsystems for highly sensitive analysis of membrane proteins【発表確定】 (2017)
  • Author(s): Watanabe, R.
  • Organizer: 253rd American Chemical Society National Meeting
  • Place of Presentation: アメリカ、サンフランシスコ
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 生体膜マイクロチップを利用したトランスポーターの高感度機能解析 (2017)
  • Author(s): 渡邉力也
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 日本、仙台
  • Invited
• [Presentation] マイクロチップが実現する膜輸送体の高感度構造機能解析 (2017)
  • Author(s): 渡邉力也
  • Organizer: 第97回日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 日本、横浜
  • Invited
• [Presentation] Single molecule analysis of membrane protein activities (2017)
  • Author(s): 渡邉力也
  • Organizer: 第64回日本応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 日本、横浜
  • Invited
• [Presentation] 生体膜マイクロチップを利用した膜輸送体の超高感度活性イメージング (2016)
  • Author(s): 渡邉力也
  • Organizer: 第370回CBI学会講演会「分子イメージングと創薬」
  • Place of Presentation: 東京大学、東京都、文京区
  • Year and Date: 2016-03-03
  • Invited
• [Presentation] マイクロチップが実現する膜輸送体の高感度構造機能解析 (2016)
  • Author(s): 渡邉力也
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 日本、横浜
  • Invited
• [Presentation] Artificial cell-membrane microsystems for highly sensitive analysis of membrane proteins (2016)
  • Author(s): Watanabe, R.
  • Organizer: Cold Spring Harbor Conferences Asia “Synthetic Biology”
  • Place of Presentation: 中国、蘇州
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Single molecule analysis of FoF1-ATP synthase (2016)
  • Author(s): 渡邉力也
  • Organizer: 第54回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 日本、筑波
  • Invited
• [Presentation] マイクロデバイスを利用した膜局在型回転分子モーターの1分子機能解析 (2016)
  • Author(s): 渡邉力也
  • Organizer: 第16回 日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 日本、福岡
  • Invited
• [Presentation] Novel micro-device for highly sensitive analysis of membrane transporters (2015)
  • Author(s): Watanabe, R.
  • Organizer: The 25th Hot Spring Harbor International Symposium “Cutting Edge of Technical Innovations in Structural and Systems Biology”
  • Place of Presentation: 九州大学、福岡県、福岡市
  • Year and Date: 2015-11-14
  • Invited
• [Presentation] マイクロチップを利用した膜輸送体の超高感度活性計測システム (2015)
  • Author(s): 渡邉力也
  • Organizer: CBI学会2015年大会 先端計測技術
  • Place of Presentation: タワーホール船堀、東京都、江戸川区
  • Year and Date: 2015-10-29
  • Invited
• [Presentation] Heterogeneous energy conversion mechanism of F1-ATPase (2015)
  • Author(s): Watanabe, R.
  • 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: 2015-09-14
  • Invited
• [Presentation] Novel nano-device to measure voltage-driven membrane transporter activity (2015)
  • Author(s): Watanabe, R.
  • Organizer: 15th International Conference on Nanotechnology (IEEE NANO 2015)
  • Place of Presentation: Angelicum Congress Center、イタリア、ローマ
  • Year and Date: 2015-07-27
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Patent(Industrial Property Rights)] マイクロリアクタチップおよびその製造方法 (2017)
  • Inventor(s): 渡邉力也, 曽我直樹, 野地博行
  • Industrial Property Rights Holder: 渡邉力也, 曽我直樹, 野地博行
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2017-040664
  • Filing Date: 2017-03-03