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2016 Fiscal Year Research-status Report

タンパク質分子間相互作用の力学変調と高分解能イメージング

Research Project

Project/Area Number 16K04908
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

西山 雅祥  京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (10346075)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords高圧力顕微鏡 / 水和 / 分子間相互作用 / 細胞骨格
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、等方的な力学作刺激である圧力を用いて細胞内で働く分子機械を操作する事で、細胞の形態や活性などを操作できる新しい研究手法を開発することを目的としている。平成27年度の取り組みにより下記の成果を得た。(1)高圧力顕微鏡法の装置、及び、取得された動画の解析を簡便に実施できる手法を開発した。特に動画解析では誰もが使える汎用性の高い仕様となっているので、幅広い研究者に利用していただけると思われる。(2)高圧力チャンバーに内挿できるミニチュア培養器を開発した。このミニチュア培養器は安価に製作できるため、使い捨てが可能である。さらに誰もが簡便に利用できる仕様となっている。そのため、あらかじめ多数のミニチュアチャンバーに細胞を培養しておくことができる。1台の高圧力チャンバーに、多数のミニチュアチャンバーを入れ替えながら実験することで、実験効率を飛躍的に向上させることができた。(3)高圧力下で観察した人工細胞内に封入した微小管について、生細胞ならびに抗がん剤で安定化させた微小管の実験結果と比較し、圧力による重合ダイナミクスの変化を調べた。その結果、実験系によらず微小管の重合能が高圧力下で直接弱められていることが示唆された。高圧力下で見られる微小管の脱重合反応は、主として両端からのチューブリン分子の解離反応であり、微小管の中央部分での切断により微小管が短縮される頻度は少ないと推察された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

高圧力顕微鏡法を用いた効率的な実験を実施するための1つの技術改良に成功した。新規で高圧力チャンバーを開発する必要がなかったので研究費用は大幅に節約することができた。次年度以降の研究に活用する。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度の取り組みで構築した実験手法を用いて、従来までとは異なりより難易度の高い細胞を用いた実験を実施する。

Causes of Carryover

既存の部品などを組み合わせることで研究を実施できたので、新規に装置を開発する必要が無かったから。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成28年度に開発したミニチュア培養器を利用して、培養細胞を用いた実験に取り組む。

  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Tracking the Movement of a Single Prokaryotic Cell in Extreme Environmental Conditions.2017

    • Author(s)
      Nishiyama M. & Arai Y.
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: 1593 Pages: 175 - 184

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6927-2_13

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] High-pressure microscopy for tracking dynamic properties. of molecular machines.2017

    • Author(s)
      Nishiyama M.
    • Journal Title

      Biophysical Chemistry

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.bpc.2017.03.010

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 高圧力顕微鏡法による微小管のダイナミックコントロール2016

    • Author(s)
      西山雅祥, 瀧口金吾, 林真人
    • Journal Title

      顕微鏡

      Volume: 51 Pages: 118 - 121

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] REVERSIBLE MORPHOLOGICAL CONTROL OF TUBULIN-ENCAPSULATING GIANT LIPOSOMES BY HYDROSTATIC PRESSURE2017

    • Author(s)
      Nishiyama M, Hayashi M., Takiguchi K. & Harada Y.
    • Organizer
      61st Annual Meeting of Biophysical Society
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Year and Date
      2017-02-11 – 2017-02-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 生きた細胞内で働く分子機械を高圧力顕微鏡法でみる2016

    • Author(s)
      西山雅祥
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜, 横浜
    • Year and Date
      2016-11-30 – 2016-12-02
    • Invited
  • [Presentation] High-pressure microscopy for controlling molecular machines in living cells.2016

    • Author(s)
      Nishiyama M.
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場, 筑波
    • Year and Date
      2016-11-25 – 2016-11-27
    • Invited
  • [Presentation] 高静水圧環境の分子ダイナミクスを直接みる2016

    • Author(s)
      西山雅祥
    • Organizer
      第59回日本顕微鏡学会シンポジウム
    • Place of Presentation
      帝京大学
    • Year and Date
      2016-11-18 – 2016-11-19
    • Invited
  • [Presentation] Microscopic analysis of the swimming motility of deep-sea bacteria at high pressure.2016

    • Author(s)
      Nishiyama M., Kato c., Imai H.
    • Organizer
      5th International Workshop on Deep-Sea Microbiology, Kyoto
    • Place of Presentation
      京都大学, 京都
    • Year and Date
      2016-09-10 – 2016-09-11
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] High-pressure microscopy for controlling the dynamics of microtubule cytoskeleton2016

    • Author(s)
      Nishiyama M.
    • Organizer
      9th International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology
    • Place of Presentation
      Tronto University, Toronto, Canada
    • Year and Date
      2016-07-25 – 2016-07-29
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 高圧力顕微鏡を用いた深海微生物の運動観察2016

    • Author(s)
      西山雅祥
    • Organizer
      第6回分子モーター討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学, 大阪
    • Year and Date
      2016-07-24 – 2016-07-25
    • Invited
  • [Presentation] 高圧力顕微鏡法による細胞構造コントロール2016

    • Author(s)
      西山雅祥
    • Organizer
      第55回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場, 富山
    • Year and Date
      2016-04-26 – 2016-04-28
    • Invited
  • [Presentation] 高圧力顕微鏡を使った生体運動イメージング2016

    • Author(s)
      西山雅祥
    • Organizer
      Bio-Divセミナー
    • Place of Presentation
      JAMSTEC, 横浜
    • Year and Date
      2016-04-18 – 2016-04-18
    • Invited
  • [Book] 高圧力顕微鏡法によるタンパク質分子機械の回転制御2017

    • Author(s)
      西山雅祥
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      養賢堂

URL: 

Published: 2018-01-16  

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