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原核細胞の細胞骨格による磁気感知オルガネラ配置の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 16K07661
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 応用微生物学
研究機関金沢大学

研究代表者

田岡 東  金沢大学, 生命理工学系, 准教授 (20401888)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード細胞骨格 / 磁気感知 / 細菌 / 生細胞イメージング / 高速原子間力顕微鏡 / アクチン / オルガネラ / 磁性 / タンパク質
研究成果の概要

磁性細菌は、マグネトソームと呼ばれる磁気オルガネラを用いて地磁気を感知する。本研究では、微小な細菌内での生細胞イメージングにより、MamK細胞骨格の生理的役割を解析した。その結果、MamK細胞骨格はマグネトソームを直鎖状に固定し、物理的な拡散を防ぐことでマグネトソームを磁気センサーとして機能させていることが明らかになった。また、MamKの重合特性を解析し、MamK繊維には真核生物のアクチンと同様に極性があることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、細菌に多種類の細胞骨格蛋白質が見出されたが、その機能が明らかになっているものは少ない。MamKは、原核細胞オルガネラと相互作用する細胞骨格としてその役割が注目されていた。本研究では、蛍光イメージングにより生きた磁性細菌内のマグネトソーム動態を解析することで、MamK細胞骨格の具体的な機能を明らかにした。ナノサイズの細胞内構造物のイメージング法は、他の細菌細胞内構造物の機能や動態解析への応用が期待できる。

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

    (38件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 10件、 招待講演 8件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Measuring magnetosomal pH of the magnetotactic bacterium Magnetospirillum magneticum AMB-1 using pH-sensitive fluorescent proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Eguchi, Y. Fukumori, A. Taoka
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: in press 号: 7 ページ: 1243-1251

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1451739

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 細菌のアクチン様細胞骨格による磁気オルガネラの配置とその役割2018

    • 著者名/発表者名
      田岡 東、福森義宏
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 58 号: 2 ページ: 091-093

    • DOI

      10.2142/biophys.58.091

    • NAID

      130006594317

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細菌の磁気感応運動のためのオルガネラ「マグネトソーム」2018

    • 著者名/発表者名
      田岡東, 福森義宏
    • 雑誌名

      生物工学

      巻: 96 ページ: 248-252

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tethered Magnets Are the Key to Magnetotaxis: Direct Observations of Magnetospirillum magneticum AMB-1 Show that MamK Distributes Magnetosome Organelles Equally to Daughter Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Taoka Azuma、Kiyokawa Ayako、Uesugi Chika、Kikuchi Yousuke、Oestreicher Zachery、Morii Kaori、Eguchi Yukako、Fukumori Yoshihiro
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 8 号: 4

    • DOI

      10.1128/mbio.00679-17

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] pH 感受性蛍光蛋白質を用いた磁性細菌の生細胞内pH測定2018

    • 著者名/発表者名
      江口 友佳子 、田岡 東 、福森 義宏
    • 学会等名
      第36回日本生化学会北陸支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Measuring magnetosomal pH in living magnetotactic bacterial cell2018

    • 著者名/発表者名
      A. Taoka, Y. Eguchi, Y. Kikuchi, Y. Fukumori
    • 学会等名
      The 6th International Meeting on Magnetotactic Bacteria (MTB 2018 meeting)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] pH imaging in living prokaryotic cells and organelles using pH sensitive fluorescent proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Eguchi, A. Taoka, Y. Fukumori
    • 学会等名
      The 6th International Meeting on Magnetotactic Bacteria (MTB 2018 meeting)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of MamK polymerization using high-speed atomic force microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kikuchi, Z. Oestricher, A. Taoka, Y. Fukumori
    • 学会等名
      The 6th International Meeting on Magnetotactic Bacteria (MTB 2018 meeting)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Subcellular localization of MamQ in Magnetospirillum magneticum AMB-12018

    • 著者名/発表者名
      M. Omura, A. Taoka, Y. Fukumori
    • 学会等名
      The 6th International Meeting on Magnetotactic Bacteria (MTB 2018 meeting)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Live-cell imaging of flagellar rotation during magnetotactic motility2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Takaoka, A. Taoka, Y. Fukumori
    • 学会等名
      The 6th International Meeting on Magnetotactic Bacteria (MTB 2018 meeting)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional analyses of MamJ which is cytoskeleton associating protein for magnetosome positioning2018

    • 著者名/発表者名
      I. Yamazaki, A. Taoka, Y. Fukumori
    • 学会等名
      The 6th International Meeting on Magnetotactic Bacteria (MTB 2018 meeting)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁性細菌の走磁性運動におけるべん毛回転運動の生細胞イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      髙岡祐太、田岡東、福森義宏
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡を用いた磁性細菌の細胞骨格タンパク質MamKの重合特性解析2018

    • 著者名/発表者名
      田岡 東、菊池 洋輔、福森 義宏
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] pH感受性蛍光蛋白質を用いた原核細胞およびオルガネラ内のpH蛍光イメージング解析2018

    • 著者名/発表者名
      江口 友佳子、田岡 東、福森 義宏
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 原核細胞オルガネラの細胞内配置に関わる細胞骨格および新奇細胞骨格結合タンパク質の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      山崎 いづみ、菊池 洋輔、田岡 東、福森 義宏
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Actin-like MamK cytoskeleton tethers bacterial magnetosome organelles in a static chain2018

    • 著者名/発表者名
      Azuma Taoka, Ayako Kiyokawa, Yousuke Kikuchi, Yoshihiro Fukumori
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁性細菌の走磁性運動と磁気オルガネラ「マグネトソーム」2017

    • 著者名/発表者名
      田岡東
    • 学会等名
      第36 回エアロ・アクアバイオメカニズム学会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2017-03-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁性細菌の磁気感応運動のための細胞内磁気センサー「マグネトソーム」とMamK細胞骨格2017

    • 著者名/発表者名
      田岡 東
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)ワークショップ「環境変化とそれに応答する細胞内変化の再発見」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁石を作るオルガネラ:磁性細菌の磁気コンパス2017

    • 著者名/発表者名
      田岡 東
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017シンポジウム「バクテリアのオルガネラ?!: 特殊な構造体がもたらす細菌のユニークな生存戦略」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁石を操る2017

    • 著者名/発表者名
      田岡 東、福森義宏
    • 学会等名
      第7回日本微生物学連盟フォーラム「微生物変わり者たちの素顔」2
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速AFMを用いた直接観察によるMamK細胞骨格の重合特性の解析2017

    • 著者名/発表者名
      菊池 洋輔, 稲川 麻織奈, 田岡 東, 福森 義宏
    • 学会等名
      第35回日本生化学会北陸支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Actin-like MamK cytoskeleton tethers bacterial magnetosome organelle in a chain2017

    • 著者名/発表者名
      Azuma Taoka, Ayako Kiyokawa, Yousuke Kikuchi, Yoshihiro Fukumori
    • 学会等名
      International Symposium on "Harmonized supramolecular motility machinery and its diversity"
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁性細菌Magnetospirillum magneticum AMB-1の細胞骨格結合蛋白質MamJの精製2017

    • 著者名/発表者名
      山崎 いづみ、田岡 東、福森 義宏
    • 学会等名
      2017年度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
  • [学会発表] 磁性細菌の生細胞内pHの蛍光イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      江口 友佳子、田岡 東、福森 義宏
    • 学会等名
      2017年度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
  • [学会発表] 磁性細菌Magnetospirillum magneticum AMB-1の極べん毛回転運動の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      高岡 祐太、川村 想、田岡 東、福森 義宏
    • 学会等名
      2017年度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
  • [学会発表] 全反射蛍光顕微鏡を用いたアクチン様蛋白質MamKの重合特性解析2017

    • 著者名/発表者名
      稲川 麻織奈、菊池 洋輔、田岡 東、福森 義宏
    • 学会等名
      2017年度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
  • [学会発表] The actin-like cytoskeletal protein MamK plays a role in positioning of magnetic organelles for bacterial magnetotactic motility2016

    • 著者名/発表者名
      田岡 東、福森 義宏
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速AFMによるアクチン様細胞骨格タンパク質MamK繊維の直接観察2016

    • 著者名/発表者名
      菊池洋輔 、稲川麻織奈、Zachery Oestreicher 、田岡東、福森義宏
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アクチン様細胞骨格蛋白質MamKとそのATPase活性のマグネトソーム細胞内配置における役割2016

    • 著者名/発表者名
      清河文子, 田岡東, 福森義宏
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター/東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アクチン様タンパク質MamK繊維のダイナミクス観察2016

    • 著者名/発表者名
      菊池洋輔, 稲川麻織奈, 田岡東, 福森義宏
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター/東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] The actin-like cytoskeletal protein MamK and its ATPase activity play a role in the positioning of magnetosomes2016

    • 著者名/発表者名
      A. Taoka, A. Kiyokawa, C. Uesugi, Z. Oestreicher, and Y. Fukumori
    • 学会等名
      Magnetotactic Bacteria 5th International Meeting
    • 発表場所
      Marseille (France)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional analysis of a magnetotactic bacterial actin-like cytoskeleton MamK using fluorescence live-cell imaging2016

    • 著者名/発表者名
      A. Kiyokawa, A. Taoka, Y. Fukumori
    • 学会等名
      Magnetotactic Bacteria 5th International Meeting
    • 発表場所
      Marseille (France)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct observation of actin-like MamK cytoskeletal filaments by HS-AFM2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kikuchi, M. Inagawa, Z. Oestreicher, A. Taoka, Y. Fukumori
    • 学会等名
      Magnetotactic Bacteria 5th International Meeting
    • 発表場所
      Marseille (France)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁性細菌の走磁性運動とそれを支える細胞骨格2016

    • 著者名/発表者名
      田岡東
    • 学会等名
      第6回分子モーター討論会
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 金沢大学生体分子生理学研究室ホームページ

    • URL

      http://pronet.w3.kanazawa-u.ac.jp/J/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 金沢大学理工研究域生命理工学類 生体分子生理学研究室

    • URL

      http://pronet.s.kanazawa-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 金沢大学理工学域 自然システム学類生物学コース 動物・微生物生理化学研究室(生体分子生理学研究室)

    • URL

      http://pronet.s.kanazawa-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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