細菌の走性における数的多様性の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Spying minority in biological phenomena -Toward bridging dynamics between individual and ensemble processes- |
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| Project/Area Number |
26115706
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
井上 圭一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90467001)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000)
Fiscal Year 2015: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | ロドプシン / Cheタンパク質 / 一分子測定 / 全反射蛍光顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では細菌の走光性に関わる光受容体である、センサリーロドプシン（SR）－トランスデューサータンパク質(Htr)複合体と、Cheタンパク質の間の信号伝達過程を一分子観察し、これらのタンパク質間の相互作用を通じた、光信号の増幅過程を定量的に明らかにすることを目的とする。そして昨年度および今年度において、新規に構築した三波長レーザー一分子蛍光観察顕微鏡の構築を行うことに成功した。それにより従来よりもかなり明瞭な形で多数の一分子像が得ることができるようになり、Cy3やCy5などの新たな蛍光色素を用いた観察についても当初の予定通り達成することができた。
一方でこれまで困難だったHtrIIタンパク質についても、今年度その精製方法について検討を行った。その結果タンパク質の溶出時に用いるイミダゾール濃度をコンピューター制御によって連続的にスキャンすることで、ほぼ他の内在性タンパク質が混入しない形で精製することに成功した。またCys変異を導入した変異体については蛍光色素によるラベリングにも成功している。
これらの成果により本研究期間において、多波長レーザー一分子顕微鏡、SR及びHtrの精製法、蛍光ラベリング法など主要な技術的要件を全て確立することができた。これにより多様な吸収波長を持つ様々なSRおよびHtrについて、一分子測定によるタンパク質間信号伝達時の構造変化をsub-nmスケールで観察することが可能になり、また光活性化時に相互作用するCheタンパク質を直接計数することによって、信号増幅の度合いを精密に研究することができると期待される。今後は本研究によって確立された技術を用いて、これらの課題を明らかにし、論文として公表することを目指す。
また本研究において関連する多くのロドプシン分子について研究を行う中で様々な知見を得、12報の論文と12件の招待講演としてその成果を報告した。これらについても本研究の成果として合わせて報告する。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(87 results)
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[Journal Article] Structural basis for Na+ transport mechanism by a light-driven Na+ pump2015
Author(s)
H. E. Kato, K. Inoue, R. Abe-Yoshizumi, Y. Kato, H. Ono, M. Konno, S. Hososhima, T. Ishizuka, M. R. Hoque, H. Kunitomo, J. Ito, S. Yoshizawa, K. Yamashita, M. Takemoto, T. Nishizawa, R. Taniguchi, K. Kogure, A. D. Maturana, Y. Iino, H. Yawo, R. Ishitani, H. Kandori*, O. Nureki*
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Journal Title
Nature
Volume: 未定
Issue: 7550
Pages: 48-53
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Structural Basis for Na+ Transport Mechanism by a Light-Driven Na+ Pump2015
Author(s)
H. E. Kato, K. Inoue, R. Abe-Yoshizumi, Y. Kato, H. Ono, M. Konno, T. Ishizuka, M. R. Hoque, S. Hososhima, H. Kunitomo, J. Ito, S. Yoshizawa, K. Yamashita, M. Takemoto, T. Nishizawa, R. Taniguchi, K. Kogure, A. D. Maturana, Y. Iino, H. Yawo, R. Ishitani, H. Kandori, O. Nureki
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Journal Title
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[Presentation] Mechanisms of two different function on KR22015
Author(s)
M. R. Hoque, S. Hososhima, K. Yoshida, T. Ishizuka, K. Inoue, H. Kandori, H. Yawo
Organizer
The 38th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
Place of Presentation
Kobe, Japan
Year and Date
2015-07-28
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[Presentation] The Sodium Pump Rhodopsin Discovered in Ocean2014
Author(s)
Keiichi Inoue, Hikaru Ono, Rei Abe-Yoshizumi, Yoshitaka Kato, Hiroyasu Ito, Susumu Yoshizawa, Kazuhiro Kogure, Hideki Kandori
Organizer
Gordon Research Conference on “Photosensory Receptors & Signal Transduction”
Place of Presentation
Lucca, Italy
Year and Date
2014-04-09
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