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2010 Fiscal Year Final Research Report

Mechanics of supermolecular motor proteins revealed by an advanced optical microscope designed to track three dimensional dynamics.

Planned Research

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Project AreaInnovative nanoscience of supermolecular motor proteins working in biomembranes
Project/Area Number 18074008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

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

Principal Investigator

NISHIZAKA Takayuki  Gakushuin University, 理学部, 教授 (40359112)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) MASAIKE Tomoko  学習院大学, 理学部, 助教 (60406882)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) YAJIMA Junichiro  学習院大学
ADACHI Kengo  学習院大学
SUGAWA Mitsuhiro  学習院大学
Research Collaborator HORIBE Keiko  学習院大学
TATSUGUCHI Ayako  学習院大学
Project Period (FY) 2006 – 2010
Keywords1分子生物物理学 / 光学顕微鏡 / 分子モーター / タンパク質科学 / 顕微操作
Research Abstract

The final goal of our group is to establish the missing link between chemical reaction and mechanical event in molecular motors. To achieve this, we have developed advanced versions of conventional optical microscopes and applied them into single-molecule techniques. Our main contributions are following two studies: one is about the kinesin-microtubule system and the other F1-ATPase. These techniques are applicable to other molecular machines, hopefully in more sophisticated ways, and we hope to investigate this in future studies as a new research field 'single-molecule structural biology.'

  • Research Products

    (41 results)

All 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 Other

All Journal Article (11 results) Presentation (25 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Journal Article] Single-particle tracking of quantum dot-conjugated prion proteins inside yeast cells.2011

    • Author(s)
      Tsuji, T., S.Kawai-Noma, C.G.Pack, H.Terajima, J.Yajima, T.Nishizaka, M.Kinjo, H.Taguchi
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun 405(4)

      Pages: 638-643

  • [Journal Article] Molecular Bio-Motors in Living Cells.2010

    • Author(s)
      Nishizaka, T.
    • Journal Title

      Adv.Biochem.Eng.Biotechnol.

  • [Journal Article] Visualization of cargo concentration by COPII minimal machinery in a planar lipid membrane.2009

    • Author(s)
      Tabata, K.V., K.Sato, T.Ide, T.Nishizaka, A.Nakano, H.Noji
    • Journal Title

      EMBO J 28(21)

      Pages: 3279-3289

  • [Journal Article] 蛋白質の局所構造変化を1個のレベルで可視化する2009

    • Author(s)
      政池知子、西坂崇之
    • Journal Title

      蛋白質・核酸・酵素 54

      Pages: 1919-1927

  • [Journal Article] A torque component present in mitotic kinesin Eg5 revealed by three-dimensional tracking.2008

    • Author(s)
      Yajima, J., K.Mizutani, T.Nishizaka
    • Journal Title

      Nat.Struct.Mol.Biol. 15(10)

      Pages: 1119-1121

  • [Journal Article] Cooperative three-step motions in catalytic subunits of F1-ATPase correlate with 80° and 40° substep rotations.2008

    • Author(s)
      Masaike, T., F.Koyama-Horibe, K.Oiwa, M.Yoshida, T.Nishizaka
    • Journal Title

      Nat.Struct.Mol.Biol. 15(12)

      Pages: 1326-1333

  • [Journal Article] Single-Molecule Observation of Rotation of F1-ATPase Through Microbeads.2007

    • Author(s)
      Nishizaka, T., K.Mizutani, T.Masaike
    • Journal Title

      Methods Mol.Biol. 392

      Pages: 171-182

  • [Journal Article] 化学反応の1分子イメージング技術2007

    • Author(s)
      Nishizaka T., T.Masaike
    • Journal Title

      蛋白質・核酸・酵素 52(4)

      Pages: 317-322

  • [Journal Article] F1-ATPaseの化学-力学カップリング:1分子の反応を顕微鏡でとらえる2007

    • Author(s)
      西坂崇之、政池知子
    • Journal Title

      生物物理 47

      Pages: 118-123

  • [Journal Article] Single Molecule Energetics of F1-ATPase Motor.2007

    • Author(s)
      Muneyuki, E., T.Watanabe-Nakayama, T.Suzuki, M.Yoshida, T.Nishizaka, H.Noji
    • Journal Title

      Biophys J 92(5)

      Pages: 1806-1812

  • [Journal Article] Jr., Coupling of rotation and catalysis in F1-ATPase revealed by single-molecule imaging and manipulation.2007

    • Author(s)
      Adachi, K., K.Oiwa, T.Nishizaka, S.Furuike, H.Noji, H.Itoh, M.Yoshida, K.Kinosita
    • Journal Title

      Cell 130(2)

      Pages: 309-321

  • [Presentation] Imaging structure and function of motor proteins under optical microscopes.2011

    • Author(s)
      西坂崇之, 矢島潤一郎, 須河光弘, 足立健吾, 政池知子
    • Organizer
      7th Asian Biophysics Association (ABA) Symposium & Annual Meeting of the Indian Biophysical Society (IBS), India Habitat Center
    • Place of Presentation
      New Delhi, India
    • Year and Date
      2011-02-02
  • [Presentation] 分子モーターの動態を可視化する光学顕微鏡技術2011

    • Author(s)
      西坂崇之
    • Organizer
      第5回NIBBバイオイメージングフォーラム
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2011-01-11
  • [Presentation] 回転分子モーターF1-ATPaseのイメージングImaging of rotary molecular motor F1-ATPase.2010

    • Author(s)
      政池知子, 龍口文子, 西坂崇之
    • Organizer
      日本生物物理学会第48回年会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-21
  • [Presentation] プリズムによる3次元光学トラッキング技術の応用/1分子を対象にした光ピンセット操作と3次元立体視表示Application of 3-D prismatic optical tracking : single-molecule optical tweezers approach and stereoscopic 3-D view.2010

    • Author(s)
      西坂崇之, 足立健吾, 龍口文子, 政池知子
    • Organizer
      日本生物物理学会第48回年会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] Imaging function of motor proteins under optical microscopes2009

    • Author(s)
      西坂崇之
    • Organizer
      Intemational workshop on dynamic cross-effect in softly condensed matter
    • Place of Presentation
      国立情報学研究所
    • Year and Date
      2009-11-04
  • [Presentation] "Visualization of COPII vesicle formation process reconstituted in the artificial lipid bilayer"「人工脂質二重膜上に再構成したCOPII小胞形成過程のイメージング」2009

    • Author(s)
      田端和仁、佐藤健、井出徹、西坂崇之、中野明彦、野地博行
    • Organizer
      日本生物物理学会第47回年会
    • Place of Presentation
      アスティとくしま
    • Year and Date
      2009-10-30
  • [Presentation] Imaging structure and function of motor proteins at the single molecular level2009

    • Author(s)
      西坂崇之、足立健吾、矢島潤一郎、Sergey V.Mikhailenko、須河光則、政池知子
    • Organizer
      Intemational Symposium : Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins
    • Place of Presentation
      京都芝蘭会館
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] 光学顕微鏡による分子モーターの構造機能相関の可視化2009

    • Author(s)
      西坂崇之
    • Organizer
      生理学研究所研究会「作動中の膜機能分子の姿を捉える-静止画から動画へ-」自然科学研究機構
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Presentation] Imaging structure and fUnction of motor proteins at the single molecular level2009

    • Author(s)
      西坂崇之、矢島潤一郎、足立健吾、政池知子
    • Organizer
      TSRC Workshop on Protein Dynamics, Telluride Science Research Center
    • Place of Presentation
      Telluride U.S.A.
    • Year and Date
      2009-08-06
  • [Presentation] Visualizing structure dynamics and function in single motor proteins2009

    • Author(s)
      西坂崇之、矢島潤一郎、足立健吾、政池知子
    • Organizer
      The 4th Asian And Pacific Rim Symposium On Biophotonics
    • Place of Presentation
      The Shilla Jeju, South Korea
    • Year and Date
      2009-05-28
  • [Presentation] 触媒サブユニットの構造変化から探るF1-ATPaseの回転駆動メカニズム2009

    • Author(s)
      政池知子、小山史恵、龍口文子、大岩和弘、吉田賢右、西坂崇之
    • Organizer
      第9回日本蛋白質学会年会、シンポジウム「タンパク質のダイナミクス計測のためのイメージング技術」
    • Place of Presentation
      熊本全日空ホテルニュースカイ
    • Year and Date
      2009-05-22
  • [Presentation] Imaging structure and function of motor proteins by using advanced optical microscopes2009

    • Author(s)
      西坂崇之、矢島潤一郎、Sergey V.Mikhailenko、政池知子
    • Organizer
      The 6th Asian Biophysics Association(ABA)Symposium
    • Place of Presentation
      HKUST, Hong Kong
    • Year and Date
      2009-01-13
  • [Presentation] 光学顕微鏡を用いた1分子構造生物学への挑戦2008

    • Author(s)
      西坂崇之
    • Organizer
      第3回生体分子イメージングの新たな技術開発に関する研究会
    • Place of Presentation
      名古屋市桜華会館
    • Year and Date
      20080200
  • [Presentation] 生体分子の構造と機能を1個のレベルで可視化する2008

    • Author(s)
      西坂崇之、矢島潤一郎、政池知子
    • Organizer
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)シンポジウム「生命システムの階層間をまたぐイメージング技術」
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2008-12-12
  • [Presentation] F1-ATPase as a model for understanding mechanisms of enzyme functions through detection of confbrmational changes in single molecules2008

    • Author(s)
      政池知子、小山-堀部史恵、大岩和弘、吉田賢右、西坂崇之
    • Organizer
      F1-ATPaseをモデルとした1分子構造変化検出による酵素機能発現の理解」日本生物物理学会第46回年会若手奨励賞招待講演
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] Direct observation of structure and function of motor proteins at single molecular level2008

    • Author(s)
      西坂崇之、矢島潤一郎、政池知子
    • Organizer
      International Symposium on Surface Science and Nanotechnologyシンポジウム講演
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2008-11-11
  • [Presentation] Imaging structure and function of motor proteins at the single molecular level by using advanced optical microscopes2007

    • Author(s)
      西坂崇之、宮田真人、政池知子
    • Organizer
      日本生物物理学会第45回年会シンポジウム講演
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20071200
  • [Presentation] Conformational changes of the catalytic subunit β in single F1-ATPase molecules revealed by TIRF microscopy with polarization modulation2007

    • Author(s)
      政池知子、小山史恵、吉田賢右、大岩和弘、西坂崇之
    • Organizer
      日本生物物理学会第45回年会シンポジウム講演
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20071200
  • [Presentation] Measurements of phosphate release from a mutant F1-ATPase using phosphate binding protein2007

    • Author(s)
      原田慎吾, 西坂崇之, 政池知子
    • Organizer
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会 口頭発表
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20071200
  • [Presentation] Biomechanics of Motor Proteins on a Molecular Scale2007

    • Author(s)
      西坂崇之
    • Organizer
      The International Conference on Science of Friction
    • Place of Presentation
      伊良湖ビューホテル
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] 細胞と分子モーターの動きを画像化する新しい顕微鏡技術2007

    • Author(s)
      西坂崇之、水谷佳奈、中根大介、見理剛、矢島潤一郎、宮田真人、政池知子
    • Organizer
      日本マイコプラズマ学会・第34回学術集会
    • Place of Presentation
      紀州加太休暇村
    • Year and Date
      20070500
  • [Presentation] 光ピンセットを用いたMycoplasma mobileのゴーストの力測定2007

    • Author(s)
      鈴木純也、寺島勲、水谷佳奈、政池知子、宮田真人、西坂崇之
    • Organizer
      日本マイコプラズマ学会・第34回学術集会
    • Place of Presentation
      紀州加太休暇村
    • Year and Date
      20070500
  • [Presentation] Single Molecule Nano-Biology-Watch and Touch Single Molecules2006

    • Author(s)
      西坂崇之
    • Organizer
      JAFoS 2006(Invited Chair)
    • Place of Presentation
      Portland USA
    • Year and Date
      20061200
  • [Presentation] 新しい顕微鏡技術を用いたFoF1-ATP合成酵素の分子内コンフォメーション変化の検出2006

    • Author(s)
      政池知子、岡田薫、水谷佳奈、吉田賢右、西坂崇之
    • Organizer
      日本分子生物学会2006フォーラム
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20061200
  • [Presentation] Muscle proteins as high speed nano transporters on micro pattems.2006

    • Author(s)
      吉田由美、下澤東吾、西坂崇之、石渡信一、竹内昌治
    • Organizer
      MEMS 2006
    • Place of Presentation
      Istanbul Convention & Exhibition Centre、Istanbul、Turkey
    • Year and Date
      20060100
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.gakushuin.ac.jp/univ/sci/phys/nishizaka/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 暗視野顕微鏡およびその調整方法2007

    • Inventor(s)
      西坂崇之、安田涼平
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人科学技術振興機構
    • Industrial Property Number
      特許,PCT/JP2007/6055
    • Filing Date
      2007-05-23
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 3次元位置観測方法及び装置2006

    • Inventor(s)
      西坂崇之
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人科学技術振興機構
    • Industrial Property Number
      特許,PCT/JP2006/312958
    • Filing Date
      2006-06-29
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 暗視野顕微鏡およびその調整方法2006

    • Inventor(s)
      西坂崇之、安田涼平
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人科学技術振興機構
    • Industrial Property Number
      特許,特願2006-144050
    • Filing Date
      2006-05-24
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 高時間分解能画像化方法及び装置並びに全反射型蛍光顕微鏡2005

    • Inventor(s)
      西坂崇之
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人科学技術振興機構
    • Industrial Property Number
      特許,特許4448471号
    • Acquisition Date
      2005-03-31

URL: 

Published: 2012-02-13   Modified: 2016-04-21  

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