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クライオ電子顕微鏡法と少数構造生物学によるアクチン線維動態の構造的理解

研究課題

研究課題/領域番号 18H02410
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分43040:生物物理学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

成田 哲博  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (30360613)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワード電子顕微鏡 / アクチン線維 / 細胞骨格 / アクチン動態 / 線維端 / アクチン / 走査透過型電子顕微鏡 / 単粒子解析 / 少数構造生物学 / アクチン線維ホモログ / クライオ電子顕微鏡
研究成果の概要

アクチン分子と1:1で結合する蛋白質や、アクチン線維そのものの高分解能構造解析はすすんでいるが、アクチン線維と異なる対称性を持つアクチン線維結合タンパク質については、解析が進んでいなかった。本研究では、そのような対象の1つであるアクチン線維端を従来の3倍の分解能(8Å)で成功。現在論文執筆中である。また、負染色像と走査透過型電子顕微鏡法を組み合わせることで、少ない像から線維の性質を解析することができるようになり、それを用いて3つの論文を発表した。加えて、走査透過型電子顕微鏡を用いた構造解析法についても、現在論文執筆中である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、クライオ電子顕微鏡による単粒子構造解析はめざましい発展を遂げたが、線維端やローカルな構造変化など、像の数を集めるのが難しい対象に対しては構造解析が進んでいない。この研究は、そのような難しい対象を構造解析のターゲットに取り込む研究であり、アクチン線維端について成功を収めた。また、少数の像から構造情報を取り出す技術を発展させることに成功、いくつかの論文を発表した。従来の高分解能構造解析とは異なる方向から、構造生物学の領域を広げることに貢献できたと考えている。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] Institut Curie(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] A*STAR/National University of Singapore(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] D-Loop Mutation G42A/G46A Decreases Actin Dynamics2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki Mizuki、Fujiwara Ikuko、Kashima Sae、Matsumoto Tomoharu、Oda Toshiro、Hayashi Masahito、Maeda Kayo、Takiguchi Kingo、Ma?da Yuichiro、Narita Akihiro
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 10 号: 5 ページ: 736-736

    • DOI

      10.3390/biom10050736

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The structure of a 15-stranded actin-like filament from Clostridium botulinum2019

    • 著者名/発表者名
      Koh Fujiet、Narita Akihiro、Lee Lin Jie、Tanaka Kotaro、Tan Yong Zi、Dandey Venkata P.、Popp David、Robinson Robert C.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 2856-2856

    • DOI

      10.1038/s41467-019-10779-9

    • 関連する報告書
      2019 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] Helical rotation of the diaphanous-related formin mDia1 generates actin filaments resistant to cofilin.2018

    • 著者名/発表者名
      Mizuno, H., Tanaka, K., Yamashiro, S., Narita, A. & Watanabe, N.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 115

    • NAID

      120006471210

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アクチン線維構造と運動マシナリー2020

    • 著者名/発表者名
      成田哲博
    • 学会等名
      第43回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞運動のしくみ解明に挑戦する構造生物学 ~アクチン線維の精密解析~2020

    • 著者名/発表者名
      成田哲博
    • 学会等名
      未来に挑戦する構造生物科学
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アクチン線維および関連タンパク質のクライオ電子顕微鏡法による高分解能構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      成田哲博
    • 学会等名
      岐阜構造生物学・医学・論理的創薬シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アクチン線維および関連タンパク質の高分解能構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      成田哲博
    • 学会等名
      構造生物学研究会 大阪大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High resolution structural analysis of the actin filaments and actin related proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Narita
    • 学会等名
      ”Frontiers in Cellular, Viral and Molecular Microscopy with Cryo-specimen Preparation Techniques
    • 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] Development of cryo-electron microscope for simultaneous STEM, SEMimaging2018

    • 著者名/発表者名
      Azuma J., Nagakubo Y., Tamba Y., Sato H., SunaoshiT., Tamochi R., Ose Y., Uuskura J., Narita A., Matsumoto T., Usukura E., Osumi M.:
    • 学会等名
      第74回日本顕微鏡学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アクチン線維構造解析と新しい電子顕微鏡法2018

    • 著者名/発表者名
      成田哲博
    • 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
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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