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内耳増幅の超分子メカニズム解明を目指した膜タンパク質操作・計測技術と新機能の創生

研究課題

研究課題/領域番号 17H04739
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関金沢大学 (2019-2020)
鹿児島大学 (2017-2018)

研究代表者

村越 道生  金沢大学, 理工研究域フロンティア工学系, 准教授 (70570901)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
キーワード聴覚 / 内耳増幅 / 感覚細胞 / タンパク質モーター / 分子メカニズム / プレスチン / 外有毛細胞 / 内耳 / 原子間力顕微鏡 / バイオメカニクス / 生体分子 / 分子モーター / 細胞・組織 / 操作プローブ顕微鏡 / 走査プローブ顕微鏡
研究成果の概要

本研究では,内耳の感覚細胞に発現するタンパク質モーター“プレスチン(prestin)”に着目し,その構造と機能を自在に制御する技術とこれを捉える計測技術の開発に取り組み,音受容メカニズムの解明と新規バイオデバイスの創生を目指した.タグと呼ばれる目印を付加したプレスチンを安定に発現する培養細胞株を構築した.同細胞株よりプレスチン分子を一つずつ引き抜き力-進展曲線を取得することで,プレスチンの膜内構造を解析することに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

プレスチンは,2000年にその遺伝子が同定されて以来,その構造と機能について研究されてきたが,未だ解明されておらず,そのため我々の音受容メカニズムは解明されていない.従来の手法では多量のタンパク質溶液や結晶化等が必要であったため,プレスチンには適さなかった.本研究で新たに提案した手法により,比較的少量かつ結晶化なしに膜内構造を分析できることが示唆された.またこれにより得られた結果は音受容メカニズムの全容解明に貢献するとともに,遺伝性難聴や老人性難聴のメカニズム解明とその治療法開発に貢献できると期待される.

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 9件、 招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Predictive Accuracy of Sweep Frequency Impedance Technology in Identifying Conductive Conditions in Newborns2018

    • 著者名/発表者名
      Aithal V, Kei J, Driscoll C, Murakoshi M, Wada H
    • 雑誌名

      Journal of the American Academy of Audiology

      巻: 29 号: 2 ページ: 106-117

    • DOI

      10.3766/jaaa.16077

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sweep frequency impedance measures in young infants: developmental characteristics from birth to 6 months2017

    • 著者名/発表者名
      Venkatesh Aithal, Joseph Kei, Carlie Driscoll, Michio Murakoshi and Hiroshi Wada
    • 雑誌名

      International Journal of Audiology

      巻: 56 号: 3 ページ: 154-163

    • DOI

      10.1080/14992027.2016.1244867

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis by finite element method of dynamic characteristics of the external ear canal in neonates2017

    • 著者名/発表者名
      Michio MURAKOSHI, Shohei TAKEDA and Hiroshi WADA
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 12 号: 2 ページ: 16-00596-16-00596

    • DOI

      10.1299/jbse.16-00596

    • NAID

      130005695185

    • ISSN
      1880-9863
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis by sweep frequency impedance (SFI) meter of 226-Hz and 1,000-Hz tympanometries in neonates2017

    • 著者名/発表者名
      Michio Murakoshi, Kyosuke Sano, Nattikan Kanka, Naoto Yoshida, Shinji Hamanishi, Hiromichi Kiyokawa, Risako Kakuta, Sreedevi Aithale, Venkatesh Aithale, Joseph Kei, Carlie Driscoll, Andrew Swanston, Sachiko Matsutani, Toshimitsu Kobayashi and Hiroshi Wada
    • 雑誌名

      Procedia IUTAM

      巻: 24 ページ: 5-14

    • DOI

      10.1016/j.piutam.2017.08.038

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 聴覚のメカニクスに学ぶ -内耳組織から膜タンパク質まで-(Learn from the mechanics of hearing -From the inner ear tissue to the membrane protein-)2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生
    • 雑誌名

      応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会研究会会誌

      巻: 28 ページ: 4-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 三列に並ぶ外有毛細胞の役割とその分子構造(The role of the outer hair cells stacked in three rows and its molecular structure)2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生
    • 雑誌名

      日本音響学会誌

      巻: 73 ページ: 662-669

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of recombinant inner-ear motor protein prestin equipped with affinity tag2019

    • 著者名/発表者名
      Murakoshi M, Wada H
    • 学会等名
      The 2019 Summer Biomechanics, Bioengineering and Biotransport Conference (SB3C 2019), June 25-28, 2019, Seven Springs, Pennsylvania, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of rotation of the stereociliary bundles of outer hair cells on the cochlear amplification2019

    • 著者名/発表者名
      Murakoshi M, Wada H
    • 学会等名
      The 43rd Annual MidWinter Meeting of the Association for Research in Otolaryngology, January 25-29, 2020, San Jose, California, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Membrane topology of inner ear motor protein prestin2019

    • 著者名/発表者名
      Murakoshi M
    • 学会等名
      The 3rd Thailand-Japan Research Exchange Joint Symposium, August 21, 2019, KMUTT Knowledge Exchange for Innovation Center (KX), Bangkok, Thailand
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 外有毛細胞の聴毛回転が蝸牛増幅に及ぼす影響の数値解析(Numerical analysis of the effect of rotation of the outer hair cell stereocilia on the cochlear amplification)2019

    • 著者名/発表者名
      村越道生,和田仁
    • 学会等名
      第29回日本耳科学会総会・学術講演会,O50-3,山形,2019年10月10-12日
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 内耳感覚細胞の奇形が蝸牛増幅に及ぼす影響(Effects of abnormality of the inner-ear sensory cells on the cochlear amplification)2019

    • 著者名/発表者名
      村越道生,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第32回バイオエンジニアリング講演会,2A22,金沢,2019年12月20-21日
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of the external- and middle-ear dynamics in neonates2018

    • 著者名/発表者名
      Murakoshi M, Aithal V, Hamanishi S, Kei J, Wada H
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Middle-Ear Mechanics in Research and Otology (MEMRO2018), July 5-9, 2018, Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of chronological age on neonatal tympanogram with 226-Hz probe tone2018

    • 著者名/発表者名
      Kanka N, Murakoshi M, Hamanishi S, Wada H
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Middle-Ear Mechanics in Research and Otology (MEMRO2018), July 5-9, 2018, Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新生児のための聴覚スクリーニング装置の開発(Development of a hearing screening system for newborns)2018

    • 著者名/発表者名
      村越道生,濱西伸治,和田仁
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会,札幌,2018年6月19-21日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] サリチル酸誘導体によるペンドリン変異体の正常膜輸送回復(Restoration of proper delivery to the cell membrane for pendrin mutants by salicylate derivatives)2018

    • 著者名/発表者名
      村越道生,和田仁
    • 学会等名
      第28回日本耳科学会総会・学術講演会,大阪,2018年10月3-6日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cochlear amplifierの温故知新(Cochlear amplifier: past, present and future)2018

    • 著者名/発表者名
      村越道生
    • 学会等名
      第66回聴覚生理研究会,日本聴覚医学会,2018年10月18日,神戸
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生後数日から半年までの新生児の外耳及び中耳の動特性解析(Analysis of the dynamic behavior of the external and middle ears in neonates from a few days to 6 months)2018

    • 著者名/発表者名
      村越道生,和田仁
    • 学会等名
      第63回日本聴覚医学会総会・学術講演会,神戸,2018年10月17-19日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Que sera, sera (Whatever will be, will be)2018

    • 著者名/発表者名
      村越道生
    • 学会等名
      第1回出藍会総会, 若手・学生による座談会,日本機械学会第29回バイオフロンティア講演会,2018年10月24-25日,千葉
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 外有毛細胞の機能損失が蝸牛内コルチ器の動的挙動に及ぼす影響の数値解析(Numerical analysis of effects of outer hair cell dysfunction on the dynamic behavior of the organ of Corti in the cochlea)2018

    • 著者名/発表者名
      本田書大,村越道生,松﨑健一郎
    • 学会等名
      日本機械学会第29回バイオフロンティア講演会,千葉,2018年10月24-25日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 感音難聴を引き起こすペンドリン変異体のラサロシナトウムによる局在回復(Restoration of localization of pendrin mutants causing sensorineural hearing loss by lasalocid sodium)2018

    • 著者名/発表者名
      吉田博樹,村越道生,松﨑健一郎
    • 学会等名
      日本機械学会第29回バイオフロンティア講演会,千葉,2018年10月24-25日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 内耳陰イオン輸送タンパク質ペンドリンの遺伝子変異による局在異常の回復手法開発(Development of a method for recovering the localization anormaly caused by genetic mutation of an anion exchange protein pendrin in the inner ear)2018

    • 著者名/発表者名
      村越道生,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会,郡山,2018年12月14-15日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Aviタグ標識したタンパク質モータープレスチンの機能解析(Functional analysis of the motor protein prestin labeled with AviTag)2018

    • 著者名/発表者名
      白井秀和,村越道生,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会,郡山,2018年12月14-15日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 外有毛細胞の機能損失がコルチ器の動的挙動に及ぼす影響の解析(Analysis of the effects of the functional loss of outer hair cells on the dynamic behavior of the organ of Corti)2018

    • 著者名/発表者名
      本田書大,村越道生,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会,郡山,2018年12月14-15日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 新生児聴覚スクリーニング(NHS)用広域周波数インピーダンスメーターの開発(Development of a wideband frequency impedance meter for neonatal hearing screening (NHS))2018

    • 著者名/発表者名
      山田健吾,村越道生,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会,郡山,2018年12月14-15日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hisタグ標識プレスチンの安定発現株の構築とその評価(Construction and evaluation of cell lines stably expressing the His-tagged prestin)2018

    • 著者名/発表者名
      吉田博樹,村越道生,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会,郡山,2018年12月14-15日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 有限要素モデルによる中耳・内耳病変診断装置用プローブの検討2018

    • 著者名/発表者名
      濱西伸治,村越道生,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会,郡山,2018年12月14-15日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Difference in the dynamic behavior of the hearing apparatus between neonates and adults: the effects on tympanometry2017

    • 著者名/発表者名
      Murakoshi M, Hamanishi S, Wada H
    • 学会等名
      The XXVI Congress of the International Society of Biomechanics (ISB2017) incorporating the 9th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2017), July 23-27, 2017, Brisbane, Australia
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic characteristics of neonatal ear up to 6 kHz using a finite element modeling approach2017

    • 著者名/発表者名
      Hamanishi S, Murakoshi M, Wada H
    • 学会等名
      The XXVI Congress of the International Society of Biomechanics (ISB2017) incorporating the 9th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2017), July 23-27, 2017, Brisbane, Australia
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decipherment of the membrane structure of the inner ear motor protein prestin by force spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Murakoshi M, Wada H
    • 学会等名
      The 5th Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics (SJB2017), September 14-17, 2017, Zermatt, Switzerland
    • 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] Dynamic characteristic changing of the external ear canal wall with an increase in neonatal chronological age2017

    • 著者名/発表者名
      Nattikan K, Murakoshi M, Hamanishi S, Wada H
    • 学会等名
      The 5th Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics (SJB2017), September 14-17, 2017, Zermatt, Switzerland
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 聴覚の工学的考察とその応用(Engineering consideration of hearing and its application)2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生
    • 学会等名
      一般社団法人近畿化学協会エレクトロニクス部門平成28年度第3回研究会「広がりを見せる多様なナノサイズ材料とその応用最前線」,大阪,2017年1月16日
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CHO細胞を用いたHisタグ標識プレスチン発現システムの構築(Construction of an expression system of the His-tagged prestin using Chinese hamster ovary cells)2017

    • 著者名/発表者名
      勝田廉弥,村越道生,松崎健一郎,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会,名古屋,2017年1月19-20日
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 外傷刺激による内耳外有毛細胞傷害が引き起こすコルチ器の動的挙動解析(Numerical analysis of the changes in the dynamic behavior of the organ of Corti caused by the cochlear outer hair cell injury due to traumatic stimuli)2017

    • 著者名/発表者名
      並河伶弥,松崎健一郎,村越道生
    • 学会等名
      日本機械学会九州学生会第48回卒業研究発表講演会,那覇,2017年3月3日
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 聴覚のメカニクスに学ぶ -内耳組織から膜タンパク質まで-2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生
    • 学会等名
      応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会研究会「有機分子・バイオエレクトロニクスの最新動向と応用展開」,2017年6月6日,北九州
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 内耳タンパク質モータープレスチンを安定発現する哺乳動物細胞株の構築(Construction of a mammalian cell line stably expressing the inner-ear motor protein prestin)2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生,和田仁
    • 学会等名
      第62回日本聴覚医学会総会・学術講演会,福岡,2017年10月18-20日
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Avi タグ標識プレスチン発現 CHO 細胞の構築とフローサイトメトリーによる高発現株の選択(Establishment of CHO cells expressing Avi-tagged prestin and selection of high expressing lines by flow cytometry)2017

    • 著者名/発表者名
      松野光太郎,松崎健一郎,村越道生
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオフロンティア講演会,徳島,2017年10月27-29日
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] サリチル酸誘導体による感音難聴を引き起こすペンド変異の局在回復(Restoration of localization pendrin mutants causing sensorineural hearing loss by salicylate derivatives)2017

    • 著者名/発表者名
      茶縁泰樹,松崎健一郎,村越道生
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオフロンティア講演会,徳島,2017年10月27-29日
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 聴覚のメカニズムとその計測・制御(Hearing mechanism and its measurement and control)2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生
    • 学会等名
      SICE九州フォーラム2017,鹿児島,2017年11月24日
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アフィニティタグ標識された遺伝子組換え内耳モータータンパク質のCHO発現システムの構築(Development of CHO expression systems of recombinant inner-ear motor proteins having different affinity tags)2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会,京都,2017年12月14-15日
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 出後から6か月までの新生児外耳道壁の動的特性変化(Changes of dynamic characteristics in the neonatal external ear canal wall from birth to 6 months)2017

    • 著者名/発表者名
      カンカー・ナッティカーン,村越道生,濱西伸治,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会,京都,2017年12月14-15日
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Molecular technology for membrane functionalization2018

    • 著者名/発表者名
      Murakoshi M and Muraoka T
    • 総ページ数
      400
    • 出版者
      Wiley
    • ISBN
      9783527802753
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 金沢大学理工研究域フロンティア工学系生体機械工学研究室

    • URL

      https://biomech.w3.kanazawa-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 金沢大学理工研究域フロンティア工学系生体機械工学研究室

    • URL

      http://www.me.se.kanazawa-u.ac.jp/biomech/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 鹿児島大学工学部機械工学科村越研究室

    • URL

      http://www.mech.kagoshima-u.ac.jp/~michio/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 鹿児島大学工学部機械工学科

    • URL

      http://www.mech.kagoshima-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 鹿児島大学研究者総覧

    • URL

      http://ris.kuas.kagoshima-u.ac.jp/html/100005674_ja.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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