2015 Fiscal Year Research-status Report
1分子ナノ計測によるバクテリアべん毛モーター最小機能単位の特性評価
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15K07034
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
曽和 義幸 法政大学, 生命科学部, 准教授 (10519440)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 細菌べん毛モーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸菌べん毛モーターは，菌体の表層から突き出ているらせん状のべん毛フィラメントを回転させる直径約50 nmの分子機械である．モーターは約10個の固定子ユニット（Mot複合体）と回転子リングから構成され，固定子内を通過するイオンをエネルギー源として利用して回転する．一方，固定子をコードする遺伝子を欠損した大腸菌において，固定子ユニットを誘導物質を添加することで人為的に強制発現させると，固定子のモーターへの組み込みに従って段階的にトルクを発生することから，回転子リングに1個の固定子ユニットが配置している状態が最小機能単位と言える．本研究では，分子操作・ナノ計測に利用される光ピンセットを用いて，最小機能単位が発生するトルク特性の評価を行うため，以下の2点について研究を遂行した．
・光ピンセット系の導入－近赤外レーザーを顕微鏡に導入してマイクロメートルサイズの微粒子や細胞を捕捉することができた．
・高速カメラによるナノ計測－位相差像を撮影し，ビーズの重心位置をナノメートルの精度で計測できることを確認した．
・モータートルクの評価－べん毛フィラメント1本を試料表面に固定すると細胞本体が回転する．光ピンセットでビーズを介して細胞を捕捉して，その移動距離から発生するトルクを見積もった．しかし，正確なトルクの見積もりには，細胞本体の影響を取り除くことが必要であることが明らかとなり，現在も補正方法について検討している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り光ピンセットの光学系を構築してモーターのトルクの計測を行うことができたため，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
モータートルクを評価する過程で光ピンセットの細胞本体への影響を無視できないとが明らかとなったため，補正手法を模索する．
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| Causes of Carryover |
光ピンセットの制御方法に関して，当初の計画ではガルバノミラーの導入を検討していたが，画像ベースの制御を導入する方が良い計画である可能性が出てきた．現在採用する手法の検討を行っており，当初購入する予定であった部品を未購入であるため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
光ピンセット制御方法について，最適な手法を選定し，必要な部材の購入に使用する予定である．
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Research Products
(8 results)
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[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
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 6
Pages: 21909
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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