細胞内情報伝達の少数性生物学

• 研究領域: 少数性生物学―個と多数の狭間が織りなす生命現象の探求―
• 研究課題/領域番号: 23115004
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大阪大学 (2015-2016); 東北大学 (2011-2014)
• 研究代表者: 石島 秋彦 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (80301216)
• 研究分担者: 杤尾 豪人 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70336593)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 187,720千円 (直接経費: 144,400千円、間接経費: 43,320千円); 2015年度: 30,940千円 (直接経費: 23,800千円、間接経費: 7,140千円); 2014年度: 32,890千円 (直接経費: 25,300千円、間接経費: 7,590千円); 2013年度: 35,360千円 (直接経費: 27,200千円、間接経費: 8,160千円); 2012年度: 35,750千円 (直接経費: 27,500千円、間接経費: 8,250千円); 2011年度: 52,780千円 (直接経費: 40,600千円、間接経費: 12,180千円)
• キーワード: バクテリア / 走化性 / 情報伝達 / リン酸化 / ダイヤモンドナノ粒子 / ラマン分光

研究成果の概要

バクテリア内イメージングシステムの構築として，テザードセル法からビーズアッセイ法にシステムを改変することを試みる．そのためには，細胞上部のアキシコンレンズ系による局所励起を導入する．また，局所環境の変化における細胞の応答を追求するために，新しいケージド化合物の開発（誘因・忌避物質）を行う．また，モーター基部体へのシグナル分子の結合・解離の同時計測をさらに進め，回転変換中のモーターの構造変化についての詳細を調べる．さらに，レセプターの動きとモーターの回転転換を同時に計測するために，レセプターに蛍光色素を導入し，FRETなどの蛍光イメージングシステムの構築に取り組んでいる．

研究成果

• [雑誌論文] Torque-induced precession of bacterial flagella (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji Shimogonya, Yoichiro Sawano, Hiromichi Wakebe, Yuichi Inoue, Akihiko Ishijima & Takuji Ishikawa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 18488-18488
  • DOI: 10.1038/srep18488
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single Carbon Nanotube-Based Reversible Regulation of Biological Motor Activity (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Mitsunori Nagata, Hiroshi Matsutaka, Takeru Okada, Masaaki K. Sato, and Akihiko Ishijima
  • 雑誌名: ACSnano 巻: 9 号: 4 ページ: 3677-3684
  • DOI: 10.1021/nn505607c
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct Imaging of Intracellular Signaling Components That Regulate Bacterial Chemotaxis. (2014)
  • 著者名/発表者名: 1.Hajime Fukuoka, Takashi Sagawa, Yuichi Inoue, Hiroto Takahashi, and Akihiko Ishijima.
  • 雑誌名: Science Signaling 巻: 319 号: 319
  • DOI: 10.1126/scisignal.2004963
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Cell E. coli Response to an Instantaneously Applied Chemotactic Signal (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sagawa, Yu Kikuchi, Yuichi Inoue, Hiroto Takahashi, Takahiro Muraoka, Kazushi Kinbara, Akihiko Ishijima and Hajime Fukuoka
  • 雑誌名: Biophysical Jouranl 巻: 107 号: 3 ページ: 730-739
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2014.06.017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hybrid-fuel bacterial flagellar motors in Escherichia coli (2014)
  • 著者名/発表者名: 2.Yoshiyuki Sowa, Michio Homma, Akihiko Ishijima, and Richard M. Berry
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 111 号: 9 ページ: 3436-41
  • DOI: 10.1073/pnas.1317741111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional assessment of the mutational effects of human IRAK4 and MyD88 genes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Tsutsumi N, Tochio H, Ohnishi H, Kubota K, Kato Z, Shirakawa M, Kondo N.
  • 雑誌名: Mol Immunol 巻: 58(1) 号: 1 ページ: 66-76
  • DOI: 10.1016/j.molimm.2013.11.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature Dependences of Torque Generation and Membrane Voltage in the Bacterial Flagellar Motor. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Matthew A.B. Baker, Hajime Fukuoka, Hiroto Takahashi, Richard M. Berry, Akihiko Ishijima.
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 105 号: 12 ページ: 2801-2810
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2013.09.061
  • 査読あり
• [雑誌論文] High hydrostatic pressure induces CCW to CW reversals of the Escherichia coli flagellar motor (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Nishiyama, Y.Sowa, Y.Kimura, M. Homma, A. Ishijima, M. Terazima
  • 雑誌名: J.Bacterio. 巻: １９５ 号: 8 ページ: 1809-1814
  • DOI: 10.1128/jb.02139-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pruning the ALS-associated protein SOD1 for in-cell NMR. (2013)
  • 著者名/発表者名: Danielsson J, Inomata K, Murayama S, Tochio H, Lang L, Shirakawa M, Oliveberg M.
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 135（28） 号: 28 ページ: 10266-10269
  • DOI: 10.1021/ja404425r
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Quantitative comparison of protein dynamics in live cells and in vitro by in-cell (19)F-NMR. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaoka Y, Kioi Y, Morito A, Otani J, Arita K, Ashihara E, Ariyoshi M, Tochio H, Shirakawa M, Hamachi I.
  • 雑誌名: Chem Commun 巻: 49 号: 27 ページ: 2801-2803
  • DOI: 10.1039/c3cc39205h
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Coordinated regulation of multiple flagellar motors by the Escherichia coli chemotaxis system (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Fukuoka, Yuichi Inoue, Akihiko Ishijima
  • 雑誌名: BIOPHYSICS 巻: 8 ページ: 59-66
  • DOI: 10.2142/biophysics.8.59
  • NAID: 130002061593
  • ISSN: 1349-2942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Velocity-Dependent Actomyosin ATPase Cycle Revealed by In Vitro Motility Assay with Kinetic Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaaki K. Sato, Takashi Ishihara, Hiroto Tanaka, Akihiko Ishijima and Yuichi Inoue
  • 雑誌名: Biophysical Journal, 巻: 103 号: 4 ページ: 711-718
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2012.07.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pico calorimeter for detection of heat produced in an individual brown fat cell (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Inomata, M. Toda, M. Sato, A. Ishijima, and T. Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 100 号: 15 ページ: 154104-154104
  • DOI: 10.1063/1.3701720
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR analysis of Lys63-linked polyubiquitin recognition by the tandem ubiquitin-interacting motifs of Rap80. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sekiyama N, Jee J, Isogai S, Akagi K, Huang TH, Ariyoshi M, Tochio H, Shirakawa M.
  • 雑誌名: J Biomol NMR. 巻: 52 号: 4 ページ: 339-350
  • DOI: 10.1007/s10858-012-9614-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordinated Reversal of Flagellar Motors on a Single Escherichia coli Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Shun Terasawa, Hajime Fukuoka, Yuichi Inoue, Takashi Sagawa, Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 100 号: 9 ページ: 2193-2200
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2011.03.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two methods of temperature control for single-molecule measurements. (2011)
  • 著者名/発表者名: Matthew A. B. Baker, Yuichi Inoue, Kuniaki Takeda, Akihiko Ishijima and Richard M. Berry
  • 雑誌名: European Biophysics Journal, 巻: 5 号: 5 ページ: 651-660
  • DOI: 10.1007/s00249-010-0667-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of the UBA domain of p62 and its interaction with ubiquitin (2011)
  • 著者名/発表者名: Isogai, S., Morimoto, D., Arita, K., Unzai, S., Tenno, T., Hasegawa, J., Sou, Y.S., Komatsu, M., Tanaka, K., Shirakawa, M., Tochio, H.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 286 号: 36 ページ: 31864-318674
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.259630
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substrate/Product-targeted NMR monitoring of pyrimidine catabolism and its inhibition by a clinical drug. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada H, Mizusawa K, Igarashi R, Tochio H, Shirakawa M, Tabata Y, Kimura Y, Kondo T, Aoyama Y, Sando S.
  • 雑誌名: ACS Chem Biol. 巻: 7 号: 3 ページ: 535-542
  • DOI: 10.1021/cb2003972
  • 査読あり
• [学会発表] Regulation of the rotational switching of bacterial flagellar motor by binding of an intracellular signaling protein CheY (2014)
  • 著者名/発表者名: Hajime Fukuoka, Takashi Sagawa, Yuichi Inoue, Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Sub-14 ° steps of the bacterial flagellar motors at high load (高負荷におけるバクテリアべん毛モーターの回転ステップ解析) (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Hajime Fukuoka, Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Trial for detecting the activation and inactivation of chemoreceptor array in a single E. coli cell (2014)
  • 著者名/発表者名: Hajime Fukuoka, Tomoko Horigome, Yuichi Inoue, Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 単一バクテリア上の複数モーター回転の同時計 測による情報伝達機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石島 秋彦
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: 日本,大阪
  • 招待講演
• [学会発表] Measurement for cell temperature of norepinephrine-stimulated brown adipocytes using bimetal cantileve (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sato, Masaya Toda, Naoki Inomata, Yuichi Inoue, Takahito Ono, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: 第65回 日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 日本,愛知
  • 招待講演
• [学会発表] 単一バクテリア上の複数モーター回転の同時計 測による情報伝達機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石島秋彦
  • 学会等名: 第65回細胞生物学会大会
  • 発表場所: 日本,愛知
  • 招待講演
• [学会発表] ケージドセリン光分解とべん毛モーター回転計測を用いた大腸菌走化性応答の高時間分解 能計測 (Response of flagellar motor rotation to photoreleased serine from caged-compound in an E. coli cell) (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐川 貴志 1, 福岡 創 1,2, 井上 裕一 1,2, 高橋 泰人 2, 石島 秋彦 1,2 (1 東北大学大学院生命科学研究科, 2 東北大学多元物質科学研究所) (Takashi Sagawa 1, Hajime Fukuoka 1,2, Yuichi Inoue 1,2, Hiroto Takahashi 2, Akihiko Ishijima 1,2 (1 Grad. Sch. Life Sci., Tohoku Univ., 2 IMRAM, Tohoku Univ.))
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会 (The 51st Annual Meeting of the BSJ)
  • 発表場所: 日本,京都府
  • 招待講演
• [学会発表] 細菌べん毛モーターとシグナル伝達分子CheYの結合を細胞内でイメージングする (2013)
  • 著者名/発表者名: 福岡 創, 佐川貴志, 井上裕一, 高橋泰人, 石島秋彦
  • 学会等名: 大腸菌研究会
  • 発表場所: 日本,修善寺
• [学会発表] Analysis of angular steps of bacterial flagellar motors using an elliptic probe (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上 裕一, 分部 寛道 , 佐川 貴志, 福岡 創 , 石島 秋彦
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 日本,京都
• [学会発表] ケージドセリン光分解とべん毛モーター回転計測を用いた大腸菌走化性応答の高時間分解能計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐川 貴志, 福岡 創, 井上 裕一, 高橋 泰人, 石島 秋彦
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 日本,京都
• [学会発表] バクテリアべん毛モーターの高時間分解能回転ステップ計測系の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 分部 寛道, 井上 裕一 , 石島 秋彦
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 日本,京都
• [学会発表] 蛍光イメージング法による機能的べん毛モーターと走化性シグナル伝達分子CheYの結合の直接的観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福岡 創, 佐川 貴志, 井上 裕一, 高橋 泰人, 石島 秋彦
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 日本,京都
• [学会発表] 蛍光イメージングによる大腸菌細胞内情報伝達の直接的観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福岡 創, 佐川貴志, 井上裕一, 高橋泰人, 石島秋彦
  • 学会等名: 第13回多元物質科学研究所研究発表会
  • 発表場所: 日本,仙台
• [学会発表] Temperature changes in norepinephrine-stimulated brown adipocytes detected with a bimaterial microcantilever (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sato, Masaya Toda, Naoki Inomata, Hisataka Maruyama, Yuko Okamatsu-Ogura, Fumihito Arai, Takahito Ono, Akihiko Ishijima, Yuichi Inoue
  • 学会等名: The 2013 American Society for Cell Biology annual meeting
  • 発表場所: 米国,ニューオーリンズ
• [学会発表] 単一バクテリア上の複数モーター回転の同時計測による情報伝達機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石島 秋彦
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 日本,名古屋
  • 年月日: 2012-12-11
  • 招待講演
• [学会発表] Local heating of kinesin motors on carbon nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Nagata, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: 日本生物物理学会名古屋年会
  • 発表場所: 日本,名古屋
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] Measurement of cellular response of single E. coli to the photoreleased serine (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sagawa, Hajime Fukuoka , Yuichi Inoue , Hiroto Takahashi, Takahiro Muraoka , Kazushi Kinbara , Akihiko Isjijima
  • 学会等名: 日本生物物理学会名古屋年会
  • 発表場所: 日本,名古屋
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] Propagation of intracellular signaling molecule in the presence and absence of polar localization of CheZ in a single E. coli cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Fukuoka, Takashi Sagawa , Yuichi Inoue , Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: 日本生物物理学会名古屋年会
  • 発表場所: 日本,名古屋
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] Quantitative analysis of heat production of brown adipocytes using bimetal cantilever (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sato, Masaya Toda, Naoki Inomata, Yuichi Inoue, Takahito Ono, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: 日本生物物理学会名古屋年会
  • 発表場所: 日本,名古屋
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] Simultaneous observation of the rotation of flagellar motor and GFP-labeled stator unit in a functioning flagellar moto (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Nakajima, Hajime Fukuoka, Yuichi Inoue, Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: 日本生物物理学会名古屋年会
  • 発表場所: 日本,名古屋
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] Thermal response of myosin motors on single carbon nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Nagata Hiroshi Matsutaka , Takeru Okada , Akihiko Ishijima, Yuichi Inoue
  • 学会等名: 日本生物物理学会名古屋年会
  • 発表場所: 日本,名古屋
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] 複数べん毛モーターの同時計測による，大腸菌細胞内シグナル伝達の計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福岡 創,佐川貴志,高橋泰人,井上裕一,石島秋彦
  • 学会等名: 第 9 回 21 世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: 日本,長浜
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] カーボンナノチューブへの局所レーザー照射によるアクトミオシン運動制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永田 光範, 松鷹 宏, 井上 裕一, 岡田 健, 石島 秋彦
  • 学会等名: 2012年 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] Single cellular response time to chemoattractant photoreleased from caged compound triggered by Real-Time Video Nanometry (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sagawa, Yu Kikuchi, Hajime Fukuoka, Yuichi Inoue, Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: Gordon Research Conferences (SENSORY TRANSDUCTION IN MICROORGANISMS)
  • 発表場所: USA,Ventura
• [学会発表] Role of the polar localization of CheZ for the propagation of intracellular signal in bacterial chemotaxis system (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Fukuoka, Yuichi Inoue, Hiroto Takahashi Akihiko Ishiima
  • 学会等名: Gordon Research Conferences (SENSORY TRANSDUCTION IN MICROORGANISMS)
  • 発表場所: USA,Ventura
• [学会発表] Temperature dependences of torque generation and membrane voltage measured for bacterial flagellar motor (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Matthew A. B. Baker, Hajime Fukuoka, Richard M. Berry, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: Gordon Research Conferences (SENSORY TRANSDUCTION IN MICROORGANISMS)
  • 発表場所: USA,Ventura
• [学会発表] Consideration of the role of CheZ in the intracellular signaling of Escherichia coli cell (2011)
  • 著者名/発表者名: 福岡 創, 井上 裕一, 高橋 泰人, 石島 秋彦
  • 学会等名: 第４９回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Local heating of myosin motors using single carbon nanotubes． (2011)
  • 著者名/発表者名: 永田 光範, 松鷹 宏, 井上 裕一, 岡田 健, 石島 秋彦
  • 学会等名: 第４９回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Real-time video nanometry and controlled laser irradiation reveals a cellular response time of E. coli cell for chemoattractant (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐川 貴志, 菊地 由宇, 福岡 創, 井上 裕一, 高橋 泰人, 村岡 貴博, 金原 数, 石島 秋彦
  • 学会等名: 第４９回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] 単一バクテリアにおける複数のべん毛モーターの走化性応答と相関 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石島 秋彦
  • 学会等名: 第８４回日本生化学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Magnetic resonance methods for analyses of structure and dynamics of intracellular proteins and cells (2011)
  • 著者名/発表者名: 杤尾 豪人
  • 学会等名: 第４９回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Analysis of proteins inside human cultured cells by NMR (2011)
  • 著者名/発表者名: Hidehito Tochio
  • 学会等名: The 4th Asia Pacific NMR symposium
  • 発表場所: Beijing, China
• [図書] 1分子ナノバイオ計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野地 博行 編
  • 総ページ数: 240
  • 出版者: 化学同人
• [図書] １分子生物学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原田 慶恵 編 石渡 信一 編
  • 総ページ数: 304
  • 出版者: 化学同人