キネシンによる細胞内輸送の制御機構の解析

• 研究課題/領域番号: 16083204
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 富重 道雄 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (50361530)
• 研究分担者: 西坂 崇之 学習院大学, 理学部, 教授 (40359112)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 72,600千円 (直接経費: 72,600千円); 2008年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円); 2007年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円); 2006年度: 19,000千円 (直接経費: 19,000千円); 2005年度: 20,900千円 (直接経費: 20,900千円); 2004年度: 20,700千円 (直接経費: 20,700千円)
• キーワード: 分子モーター / 一分子計測 / 蛍光観察 / 蛍光共鳴エネルギー移動 / 構造変化 / 細胞内輸送

研究概要

運動中の分子モーターキネシンの構造変化を、蛍光共鳴エネルギー移動法を用いて一分子レベルで検出する方法を開発した。この方法を用いてキネシンの協調的二足歩行運動を引き起こす構造的基盤を明らかにした。また2種類の分子モーターを混合した微小管滑り運動系や2分子のキネシンの特異的架橋のアッセイ系を確立し、これらを用いて複数分子モーター間の協調性を定量的に解析した。

研究成果

• [雑誌論文] Intramolecular strain coordinates kinesin stepping behavior along microtubules (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yildiz, M. Tomishige, A. Gennerich, and R. D. Vale
  • 雑誌名: Cell 134 ページ: 1030-1041
  • 査読あり
• [雑誌論文] A torque component present in mitotic kinesin Eg5 revealed by three-dimensional tracking (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Yajima, K. Mizutani, T. Nishizaka
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol. 15 ページ: 1119-1121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of mitotic kinesin by microtubule bundling (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tomishige
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 182 ページ: 417-419
• [雑誌論文] 細胞内輸送を担う分子モーターの運動機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 富重道雄
  • 雑誌名: 生体の科学 59 ページ: 362-363
• [雑誌論文] Intramolecular strain coordinates kinesin stepping behavior along microtubules (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yildiz
  • 雑誌名: Cell 134 ページ: 1030-1041
  • 査読あり
• [雑誌論文] A torque component present in mitotic kinesin Eg5 revealed by three-dimensional tracking (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Yajima
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol 15 ページ: 1119-1121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of mitotic kinesin by microtubule bundling (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tomishige
  • 雑誌名: J. Cell Biol 182 ページ: 417-419
• [雑誌論文] How kinesin waits between steps (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, R. D. Vale and M. Tomishige
  • 雑誌名: Nature 450 ページ: 750-754
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule observation of rotation of F_1-ATPase through micro beads (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nishizaka, K. Mizutani and T. Masaike
  • 雑誌名: Methods Mol. Biol. 392 ページ: 171-181
• [雑誌論文] How kinesin waits between steps. (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Mori
  • 雑誌名: Nature 450 ページ: 750-754
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule observations of neck linker conformational changes in the kinesin motor protein (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Tomishige, N. Stuurman and R. D. Vale
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol. 13 ページ: 887-894
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一分子計測法によって明らかになったモータータンパク質キネシンの二足歩行の仕組み (2006)
  • 著者名/発表者名: 富重道雄
  • 雑誌名: 物性研究 85 ページ: 624-629
• [雑誌論文] Single molecule observations of the neck linker conformational changes in the kinesin motor protein. (2006)
  • 著者名/発表者名: Michio Tomishige, Nico Stuurman, Ronald D. Vale
  • 雑誌名: Nature Structural and Molecular Biology 13・10 ページ: 887-894
• [雑誌論文] 一分子計測法により明らかになったモータータンパク質キネシンの二足歩行の仕組み (2006)
  • 著者名/発表者名: 富重道雄
  • 雑誌名: 物性研究 85 ページ: 624-629
• [雑誌論文] 二本足で歩くタンパク質キネシン (2005)
  • 著者名/発表者名: 富重道雄
  • 雑誌名: Bionics 2 ページ: 64-70
• [雑誌論文] Kinesin walks hand-over-hand (2004)
  • 著者名/発表者名: A. Yildiz, M. Tomishige, R. D. Vale and P. R. Selvin
  • 雑誌名: Science 303 ページ: 676-678
• [雑誌論文] Chemomechanical coupling in F1-ATPase revealed by simultaneous observation of nucleotide kinetics and rotation (2004)
  • 著者名/発表者名: T. Nishizaka, K. Oiwa, H. Noji, S. Kimura, E. Muneyuki, M. Yoshida and K. Kinosita Jr.
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol. 11 ページ: 142-148
• [雑誌論文] Kinesin walks hand-over-hand (2004)
  • 著者名/発表者名: Yildiz, A., Tomishige, M., Vale, R.D., P.R.Selvin
  • 雑誌名: Science 303 ページ: 676-678
• [雑誌論文] Chemomechanical coupling in F1-ATPase revealed by simultaneous observation of nucleotide kinetics and rotation (2004)
  • 著者名/発表者名: Nishizaka, T., Oiwa, K., Noji, H., Kimura, S., Muneyuki, E., et al.
  • 雑誌名: Nature Structural and Molecular Biology 11 ページ: 142-148
• [学会発表] Processive motility of heterodimeric kinesin that has defect in the neck linker docking (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, M. Nakajima and M. Tomishige
  • 学会等名: 53rd Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: Boston, MA, USA
  • 年月日: 2009-03-01
• [学会発表] Processive motility of heterodimeric kinesin that has defect in the in the neck linker docking (2009)
  • 著者名/発表者名: Teppei Mori, Michiko Nakajima, and Michio Tomishige
  • 学会等名: 53rd Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: Boston, MA
  • 年月日: 2009-03-01
• [学会発表] キネシンの協調的な二足歩行運動に対するネックリンカーの役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 磯島広, 豊北祐士, 森徹平, 富重道雄
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] キネシン2量体の前後の頭部へのATP結合の可視化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 凌審、森徹平、中島理子、富重道雄
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] 単頭と双頭のキネシン分子モーターによる協調的運動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 尾世川麻里奈, 小橋川翔太, 森徹平, 富重道雄
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Single molecule observation of conformational changes of kinesin (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tomishige
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Bio-nanosystems
  • 発表場所: The University of Tokyo
  • 年月日: 2008-11-02
• [学会発表] Single molecule observation of conformational changes of kinesin (2008)
  • 著者名/発表者名: Michio Tomishige
  • 学会等名: 2^<nd> International Symposium on Bio-nanosystems
  • 発表場所: Koshiba Hall, The University of Tokyo
  • 年月日: 2008-11-02
• [学会発表] 微小管上を歩く分子モーターキネシンの運動の仕組み (2008)
  • 著者名/発表者名: 富重道雄
  • 学会等名: 第30回北海道大学獣医学学術交流基金群講演会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] 微小管上を歩く分子モーターキネシンの運動の仕組み (2008)
  • 著者名/発表者名: 富重道雄
  • 学会等名: 平成20年度(第30回)北海道大学獣医学学術交流基金群講演会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] Single molecule FRET observations of nucleotide-dependent configuration changes of kinesin dimer (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, R. D. Vale and M. Tomishige
  • 学会等名: Joint Meeting of the Biophysical Society 52nd Annual Meeting & 16th International Biophysical Congress
  • 発表場所: Long Beach, CA, USA
  • 年月日: 2008-02-05
• [学会発表] 二足歩行する分子モーターキネシンから見えてきたエネルギー変換機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 富重道雄
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45回年会シンポジウム
  • 発表場所: パシフイコ横浜
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] Single molecule structural observations of the molecular motor kinesin (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tomishige
  • 学会等名: COE International Symposium on "Strongly-Correlated Applied Physics"
  • 発表場所: 東京大学武田ホール
  • 年月日: 2007-09-29
• [学会発表] Conformation of kinesin dimer at ATP-waiting state probed by single molecule FRET (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, R. D. Vale and M. Tomishige
  • 学会等名: 51st Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: Baltimore, MD, USA
  • 年月日: 2007-03-06
• [学会発表] Single molecule FRET observations of structural changes in the neck linker of kinesin (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tomishige, N. Stuurman and R. D. Vale
  • 学会等名: 51st Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: Baltimore, MD, USA
  • 年月日: 2007-03-05
• [学会発表] Single molecule observations of structural changes in a "walking" motor protein (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Tomishige
  • 学会等名: Ninth Annual Japanese-American Kavli Frontiers of Science Symposium
  • 発表場所: Beckman Center, Irvine, CA, USA
  • 年月日: 2006-12-09
• [学会発表] Observation of the tug of war movement of microtubules by kinesin and dynein molecules in vitro (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Tsurusawa, H. Tadakuma, T. Shima, R. Ohkura, T. Kon, K. Sutoh and M. Tomishige
  • 学会等名: Fifth East Asian Biophysics Symposium & Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2006-11-15
• [学会発表] 逆向きに運動するモーター蛋白質による微小管の綱引き運動の蛍光顕微鏡観察 (2005)
  • 著者名/発表者名: 藤原弘章, 多田隈尚史, 富重道雄
  • 学会等名: 第43回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2005-11-23
• [学会発表] Single molecule observation of structural changes of kinesin (2005)
  • 著者名/発表者名: M. Tomishige
  • 学会等名: 61st Harden Conference - Molecular Motors Structure and Function
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2005-09-19