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2015 Fiscal Year Annual Research Report

バクテリアべん毛モーターの超分子構築過程の解析

Publicly Offered Research

Project AreaHarmonized supramolecular machinery for motility and its diversity
Project/Area Number 15H01332
Research InstitutionHosei University

Principal Investigator

曽和 義幸  法政大学, 生命科学部, 准教授 (10519440)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords細菌べん毛モーター
Outline of Annual Research Achievements

細菌べん毛モーターは,細胞膜を通過するイオン流から得られる自由エネルギーを回転運動へと変換する運動マシナリーである.モーターは,固定子として機能する約10個のMot複合体と,タンパク質がリング状に重合した回転子から構成される.近年,モーターに対する負荷条件や入力エネルギー条件などに応じて,モーターに組み込まれるMot複合体の数が柔軟かつダイナミックに最適化されるように制御されていることが明らかになってきた. 本研究では,主に大腸菌べん毛モーターの回転子と固定子を研究対象として,細胞内で機能する超分子複合体内の分子ダイナミクスを1分子レベルで可視化し,その構築過程・調節機構の解明を目指す.今年度は次の3点について研究を遂行した.
・回転子と固定子を同時に可視化するための2光路分岐光学系の準備-顕微鏡カメラポート側に2色の波長で分岐できる光学系を導入し,緑色蛍光と赤色蛍光の同時観察を実現した.
・2種類のイオンで動くモーターの解析-2種類のイオンを同時に利用できるべん毛モーターのエナジェティクス,および様々な入力条件下における固定子のダイナミクスについて領域内共同研究として推進した.
・大腸菌異物排出ポンプの解析-本研究で構築を行った蛍光観察・解析システムを利用して大腸菌内で機能する異物排出ポンプ(TolC-AcrA-AcrB, AcrD)の分子構築過程に関する研究をおこない,その結果をScientific Reportsに発表した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究の目標であるべん毛モーター内の分子ダイナミクスの検出には少し遅れが見られるものの,蛍光観察システムを利用して行ったポンプ構築過程に関する研究は論文として発表することができ,また領域内共同研究も順調に進めることができたため,おおむね順調に進展していると判断した.

Strategy for Future Research Activity

蛍光標識モーターの2色同時観察を中心に進めて,モーター分子内ダイナミクスを明らかにする.また,ステージの安定性改善にも注力したい.

  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [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.
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 6 Pages: 21909

    • DOI

      10.1038/srep21909

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Bacterial Flagellar Motor Switch in Response to CheY-P Regulation and Motor Structural Alterations.2016

    • Author(s)
      Ma Q, Sowa Y, Baker MA, Bai F
    • Journal Title

      Biophys J

      Volume: 110 Pages: 1411-1420

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2016.02.023

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細菌べん毛モーターの顕微解析2015

    • Author(s)
      曽和義幸
    • Organizer
      日本顕微鏡学会-微生物の超微形態解析研究部会主催 2015年研究会
    • Place of Presentation
      帝京平成大学池袋キャンパス(東京都・豊島区)
    • Year and Date
      2015-11-20
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of bacterial flagellar rotation driven by dual ion2015

    • Author(s)
      Arai K, Takahashi Y, Ito M & Sowa Y
    • Organizer
      第53 回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-13
  • [Presentation] Dynamics of the nano-rotary motor of bacterial flagella2015

    • Author(s)
      曽和義幸
    • Organizer
      第53 回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Invited
  • [Presentation] 2種類のイオンで駆動するべん毛モーターのエネルギー変換機構の解析2015

    • Author(s)
      荒居謙太,高橋優嘉,伊藤政博,曽和義幸
    • Organizer
      第12 回21 世紀大腸菌研究会
    • Place of Presentation
      琵琶湖グランドホテル・京近江(滋賀県・大津市)
    • Year and Date
      2015-06-04
  • [Presentation] 細菌べん毛モーターの1分子機能解析2015

    • Author(s)
      曽和義幸
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-05-15
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 微生物分析装置及び微生物分析方法2015

    • Inventor(s)
      田中裕人,小嶋寛明,富成征弘,田中秀吉,川岸郁朗,曽和義幸
    • Industrial Property Rights Holder
      田中裕人,小嶋寛明,富成征弘,田中秀吉,川岸郁朗,曽和義幸
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-096824
    • Filing Date
      2015-05-11

URL: 

Published: 2017-01-06  

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