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細胞間結合チャネルの高分解能単粒子解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K07266
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

大嶋 篤典  名古屋大学, 細胞生理学研究センター, 教授 (80456847)

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
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードギャップ結合チャネル / クライオ電子顕微鏡 / 高分解能構造解析 / イネキシン / 単粒子解析 / ナノディスク / 高分解能単粒子解析 / 原子モデル / 電子顕微鏡
研究成果の概要

線虫が持つギャップ結合チャネルのinnexin-6(INX-6)の構造研究をクライオ電子顕微鏡を用いて行い、可溶化状態の原子構造を決定した。INX-6は16量体を形成し、オープン状態の構造と解釈された。INX-6はヒトに存在するコネキシン26とアミノ酸配列の類似性が見られないにもかかわらず、その構造は非常によく似ていた。また脂質ナノディスクに再構成したINX-6ヘミチャネルの構造解析にも成功し、脂質二重膜内ではN末端が構造変化するとともに、チャネルの通路を埋める密度が確認された。この結果からチャネル通路の開閉に脂質分子が関与するという知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で明らかにしたINX-6の構造解析から、新規の膜タンパク質複合体の原子構造の決定に、結晶化を必要としないクライオ電子顕微鏡単粒子解析法が有効であることを示した。無脊椎動物と脊椎動物ではアミノ酸配列の相同性の低いタンパク質から共通点の多いチャネル構造が形成されることを明らかにした。クライオ電子顕微鏡法は、創薬ターゲットとして大きな割合を占める膜タンパク質の構造研究に今後も役立てられることが期待される。

報告書

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

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 12件)

  • [雑誌論文] Potential of cryo-EM for high-resolution structural analysis of gap junction channels2019

    • 著者名/発表者名
      Atsunori Oshima
    • 雑誌名

      Current Opinion in Structural Biology

      巻: 54 ページ: 28-85

    • DOI

      10.1016/j.sbi.2019.01.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of an innexin gap junction channel and cryo-EM sample preparation2017

    • 著者名/発表者名
      Oshima Atsunori
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 66 号: 6 ページ: 371-371

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfx035

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atomic structure of the innexin-6 gap junction channel determined by cryo-EM.2016

    • 著者名/発表者名
      A. Oshima, K. Tani and Y. Fujiyoshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 13681-13681

    • DOI

      10.1038/ncomms13681

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 細胞間結合チャネルのクライオ電子顕微鏡法2018

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡を用いたギャップ結合チャネルの構造研究2018

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡用の試料調製とデータ収集2018

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 学会等名
      PF研究会:X線とクライオ電子顕微鏡で挑む生命の機能とかたち
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ギャップ結合チャネルのクライオ電子顕微鏡構造解析と試料調製2018

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第74回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 創薬を目指したクライオ電子顕微鏡による構造研究2018

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 学会等名
      名古屋大学の卓越・先端・次世代シンポジウム「生命科学のフロントランナー」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡単粒子解析を利用した膜タンパク質複合体の構造研究2018

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 学会等名
      日本薬学会大138回年回
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡を用いたINX-6ギャップ結合チャネルの原子分解能単粒子解析2017

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典、谷一寿、藤吉好則
    • 学会等名
      日本薬学会第137回年会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ギャップ結合チャネルの構造とcryo-EMサンプル調製法2017

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 学会等名
      日本学術振興会構造生物169委員会 第52回研究会
    • 発表場所
      東京大学山上会館
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cryo-EM structure of an innexin gap junction channel at atomic resolution2017

    • 著者名/発表者名
      Oshima, A., Tani, K. and Fujiyoshi, Y.
    • 学会等名
      Janelia Conference “Electrical Synapses”
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structure of the C. elegans innexin-6 Gap Junction Channel2017

    • 著者名/発表者名
      Oshima, A., Tani, K. and Fujiyoshi, Y.
    • 学会等名
      Microscopy & Microanalysis
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single particle cryo-EM of a gap junction channel2017

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡法を用いたギャップ結合チャネルの構造研究2017

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡による膜タンパク質の高分解能単粒子解析2016

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 学会等名
      第3回名古屋大学-ラクオリア創薬 創薬シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学鶴舞キャンパス 鶴友会館
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡によるInnexin-6ギャップ結合チャネルの原子分解能構造2016

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会関西支部特別講演会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパスおうばくプラザ
    • 年月日
      2016-10-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ギャップ結合チャネルの多様な構造と機能2016

    • 著者名/発表者名
      大嶋篤典
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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