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人工細胞運動系の創製と3次元運動解析

研究課題

研究課題/領域番号 13480213
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関東北大学

研究代表者

樋口 秀男  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90165093)

研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
2003年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2002年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
2001年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
キーワードキネシン / モータータンパク質 / 1分子 / 蛍光顕微鏡
研究概要

単頭キネシンKIF1Aは微小管上をプラス端方向にバイアスのかかったブラウン運動をおこない,全体としてプラス端方向に運動することが1分子蛍光像の解析により明らかにされた(岡田,広川 Science 1999).今回レーザートラップを用いたナノ計測を行い,この運動を詳細に検討した.KIF1Aはプラス端方向だけでなく,マイナス方向にもステップ状の変位を行ない,最大力は1pNに達した.ステップの頻度とATP分解速度が等しいことから,1分子ATP分解当り平均1ステップが対応している.ステップサイズは8nmの倍数にピークを持つガウス分布(中心+3nm,分布幅15nm)を示したことから,KIF1Aの運動は方向性のある運動(+3nm)とブラウン運動(分布幅15nm),そしてtubulinの特定位置への結合(8nmの倍数)によると考えられる.KIF1Aの運動方向をきめる過程を捉えるために,微小管から解離していたKIF1A(おそらくADP結合状態)が微小管に結合する時の位置を測定したところ,平均プラス端方向に3nmの変位を示した.これらのことから,ADP結合状態のKIF1Aは微小管への方向性のある結合によって前進を行うのであろう.
蛍光性のCdSeナノ粒子は有機蛍光分子よりも蛍光を発する時間が長くかつ蛍光光度が強いことから、生命科学や医療分野への利用が注目されている。本研究では蛍光性ナノ粒子に対する細胞の反応を調べた.抗体を架橋した~10mmのCdSe粒子を白血球細胞が貪食する鮮明な像を長時間観察できた。この方法は単一分子の細胞内挙動の探索に威力を発揮するものと期待される

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] Hideo Higuchi: "Alternate fast and slow stepping of a heterodimeric kinesin molecule."Nature Cell Biol. 5. 1079-1082 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideo Higuchi: "Single-molecule imaging of cooperative assembly of gamma-hemolysin on erythrocyte membraues."EMBO.J.. 22. 4968-4979 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideo Higuchi: "Processivity of the single-headed kinesin KIF1A through biased binding to tubalin."Nature. 424. 574-577 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideo Higuchi: "Coordination of kinesin's two heads studied with mutant heterodimer."Proc.Natl.Acad.Sci.. 96. 18058-18063 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideo Higuchi: "Controlling pore assembly of staphylococcal g-haemolysin by low temperature and by disulphide bond formation in double-cysteine LukF mutants."Mol.Microbiol.. 45. 1485-1498 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideo Higuchi: "Chemomechanical coupling of the forward and backward steps of single kinesin molecules."Nature Cell Biol.. 4. 790-797 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kaseda, K, H.Higuchi, K.Hirose: "Alternate fast and slow stepping of a heterodimeric kinesin molecule."Nature cell Biol.. 5. 1079-1082 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nguyen, V.T., Y.Kamio, H.Higuchi: "Single-molecule imaging of cooperative assembly of gamma-hemolysin on erythrocyte membranes."EMBO.J.. 22. 4968-4979 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okada, Y, H.Higuchi, N.Hirokawa: "procesivity of the single-headed kinesin KIFIA through biased binding to tubulin."Nature. 424. 574-577 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kaseda, K, H.Higuchi, K.Hirose: "Coordination of kinesin's two heads sutudied with mutant heterodimer."Proc.Natl.Acad.Sci.. 96. 18058-18063 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nguyen, V.T., Higuchi, H., Kamio Y.: "Controlling pore assembly of staphylococcal g-hemolysin by low temperature and by disulfide bond formation in double-cystein LukF mutants"Mol.Microbiol.. 45. 1485-1498 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishiyama, M., H.Higuchi, T.Yanagida: "Chemomechanical coupling of the forward and backward steps of single kinesin molecules"Nature Cell Biol.. 4. 790-797 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideo Higuchi: "Alternate fast and slow stepping of a heterodimeric kinesin molecule"Nature cell Biol.. 5. 1079-1082 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hideo Higuchi: "Single-molecule imaging of cooperative assembly of gamma-hemolysin on erythrocyte membranes"EMBO.J.. 22. 4968-4979 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hideo Higuchi: "Procesivity of the single-headed kinesin KIF1A through biased binding to tubulin"Nature. 424. 574-577 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Higuchi: "Chemomechanical coupling of the forward"Nature Cell Biol.. 4. 790-797 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Higuchi: "Coordination of kinesin's two heads studied"Proc. Natl. Acad. Sci.. 96. 18058-18063 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hideo Higuchi: "Directionality and processivity of molecular Motor"Current Opinion in cell Biology. 14. 50-57 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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