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クライオ電子顕微鏡法による個々のタンパク質複合体の構造揺らぎの検出方法の開発

Publicly Offered Research

Project AreaNovel measurement techniques for visualizing 'live' protein molecules at work
Project/Area Number 15H01644
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

安永 卓生  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (60251394)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsクライオ電子顕微鏡法 / 三次元再構成 / ベイズ推計 / 分散環境 / GUI / タンパク質構造 / クライオ電子顕微鏡 / 電子顕微鏡 / 単粒子解析 / タンパク質構造解析
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、タンパク質のもつ動的構造情報にもとづく構造機能相関の分子メカニズムを明らかにすることを目的として、クライオ電子顕微鏡法をもちいて、水和した状態のタンパク質およびその複合体の電子顕微鏡画像を撮影し、タンパク質分子の構造多型を注出し、構造アンサンブルに繋がる情報を撮り出すことが目標そしている。
まず、ベイズ推計を用いたライブラリを我々自身が開発してきたEos(画像処理システム)上に構築し、それらを用いて、コントラスト変調関数の決定、及び、三次元再構成プログラムを開発し、試験したところ一定の構造情報を得ることに成功した。まだ、CTF補正を三次元再構成中に導入していないため、補正が終了した画像を利用する必要がある。今後、CTF補正、とくに、強度補正も含めた構造解析を行うプログラムへと更に更新をかけることを目指す。
次に、ネットワークを越えたGUI(グラフィカルユーザーインターフェース)付のプログラム実行環境として、Zephyrとよぶツールを作成した。ネットワーク越しにプログラムのメニュを自動生成し、かつ、実行できることを確認した。このツールは、Eos以外にも他のプログラムも、UI定義ファイルを設定することにより、実行可能である。まだ、利用しやすいUIで無い部分もあり、今後、整理していくことが必要がある。
最後に、異なるハードウェア資源をもつコンピュータ群を活用しやすくするためにpioneとよばれる、分散環境での並列計算のためのシステムの継続的な開発を行った。pione-clientはその環境をwebを通して実行するための環境である。このツールもまだ不十分なUIであり、また、機能のチューンアップが必要である。
ここで述べた開発したツールは、現時点で、Eospediaと呼ぶHP上,及び、オープンソース公開サーバ上に公開した。

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

    (5 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Katanin p80, NuMA and cytoplasmic dynein cooperate to control microtubule dynamics2017

    • Author(s)
      Mingyue Jin, Oz Pomp, Tomoyasu Shinoda, Shiori Toba, Takayuki Torisawa, Ken’ya Furuta, Kazuhiro Oiwa, Takuo Yasunaga, Daiju Kitagawa, Shigeru Matsumura, Takaki Miyata, Thong Teck Tan, Bruno Reversade & Shinji Hirotsune
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 39902-39902

    • DOI

      10.1038/srep39902

    • NAID

      120005997787

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Filopodia Formation by Cross‐linking of F‐actin with Fascin in Two Different Binding Manners2016

    • Author(s)
      S. Aramaki, K. Mayanagi, M. Jin, K. Aoyama, T. Yasunaga
    • Journal Title

      Cytoskeleton

      Volume: 73 Issue: 7 Pages: 365-74

    • DOI

      10.1002/cm.21309

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] クライオ電子顕微鏡法による運動性タンパク質の可視化2016

    • Author(s)
      安永卓生
    • Organizer
      日本蛋白質科学会・年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 新型高圧 凍結装置を用いたクライオワーク フロー、及びCryo CLEM法の 活用と課題2016

    • Author(s)
      安永卓生
    • Organizer
      日本顕微鏡学会・学術講演会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] Eospedia

    • URL

      http://www.yasunaga-lab.bio.kyutech.ac.jp/EosJ/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

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

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