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ダイニンのスタック構造と運動制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 16H04772
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
研究機関東京大学

研究代表者

豊島 陽子  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (40158043)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2016年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワードダイニン / ダイナクチン / 微小管 / スタック構造 / 分子内制御機構 / 1分子FRET観察 / 電子顕微鏡観察 / 高速AFM観察 / 電子顕微鏡 / AFM / 頭部間相互作用 / 運動制御 / 運動調節機構 / CC1ドメイン / K-richドメイン / 分子モーター / 自己制御機構 / stack構造 / 自己抑制状態 / 蛋白質 / 生体分子 / 生理学
研究成果の概要

ダイニン分子内の2つの頭部間の1分子FRET(蛍光エネルギー移動)を計測し、2つの頭部がスタック構造とセパレート構造の2つの状態を遷移する過程を直接的にとらえることができた。さらに、ダイニンのスタック構造(自己阻害状態)を解除してセパレート構造をとり能動的な運動を誘起する制御機構を明らかにするために、ダイニン制御タンパク質であるダイナクチンの構造と機能を調べた結果、ダイナクチンは複雑なドメイン構造と多様なコンフォメーションをとること、分子内の複雑な自己制御機構があることが明らかになった

研究成果の学術的意義や社会的意義

スタック構造と自己阻害状態という知見は、以前に研究代表者のグループが発見した独創的なものであり、本研究において、ダイニン頭部のスタック構造とセパレート構造の間の遷移過程を光学顕微鏡下でモニターし、自己阻害状態のダイニン頭部の構造を直接関連付けることに本研究の学術的意義がある。さらに、ダイニンの制御タンパク質であるダイナクチンの微小管上の動態と多様なコンフォメーションを明らかにし、ダイニンの自己阻害状態を解除して能動的な運動を誘起するための新たな運動制御機構を提示することができた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Circular orientation fluorescence emitter imaging (COFEI) of rotational motion of motor proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Sugawa, Tomoko Masaike, Nagisa Mikami, Shin Yamaguchi, Keitaro Shibata, Kei Saito, Fumihiko Fujii, Yoko Y Toyoshima, Takayuki Nishizaka, Junichiro Yajima.
    • 雑誌名

      Biochemical and biophysical research communications

      巻: 504 号: 4 ページ: 709-714

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.08.178

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynactin has two antagonistic regulatory domains and exerts opposing effects on dynein motility2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Takuya、Miyashita Takuya、Murayama Takashi、Toyoshima Yoko Y.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 8 ページ: e0183672-e0183672

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0183672

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Myosin minifilament-driven fragmentation of actin filaments triggers contraction of a disordered actin network.2018

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Matsuda, Takuya Kobayashi, Mitushiro Sugawa, Yoko Y. Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      日本生物物理学会第56回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Two antagonistic regulatory domain of DCTN1 modulate the microtubule-binding affinities of both dynein and dynactin2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kobayashi, Kei Saito, Takuya Miyashita, Takashi Murayama, Yoko Y Toyoshima
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Interaction of dynactin complex with dynein2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Saito, Takuya Kobayashi, Takashi Murayama, Yoko Y. Toyoshima
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of dynein motility by NDEL12017

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Saito, Takuya Kobayashi, Takayuki Torisawa, Takashi Murayama, Yoko Y. Toyoshima
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The fragmentation of actin filaments induces the contraction of the active network2017

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Matsuda, Takuya Kobayashi, Mitushiro Sugawa, Yoko Y. Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Yeast cytoplasmic dynein’s small group takces a biased random walk toward the left-right,2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Sugawa, Shin Yamaguchi, Hiroaki Takagi, Mitsuhiro Iwaki, Keitaro Shibata, Yoko Y. Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] How does dynactin regulate dynein motility?2017

    • 著者名/発表者名
      Yoko Y. Toyoshima
    • 学会等名
      International Workshop Dynein 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Somgle molecule FRET observation of cytoplasmic dynein’s conformational change2016

    • 著者名/発表者名
      Mikiya Sakata, Takuya Kobayashi, Mitushiro Sugawa, Tomohiro Shima, Junichiro Yajima, Yoko Y. Toyoshima
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Actomyosin contraction with a contraction ring related cross-linker in an in vitro active gel model system2016

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Matsuda,Takuya Kobayashi, Mitsuhiro Sugarwa,Yoko Y. Toyoshima,Junichiro Yajima
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The function of the basal body microtubules associated with intraflagellar transport (IFT).2016

    • 著者名/発表者名
      Yurika Koiso, Shin Yamaaguchi, Mitsuhiro Sugawa, Takuya Kobayashi, Yoko Y. Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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