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繊毛と基底小体における「9」を基本とする微小管構造の機能的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02475
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44040:形態および構造関連
研究機関法政大学

研究代表者

広野 雅文  法政大学, 生命科学部, 教授 (10212177)

研究分担者 曽和 義幸  法政大学, 生命科学部, 教授 (10519440)
西川 正俊  法政大学, 生命科学部, 准教授 (30444516)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード中心子 / カートホイール / トリプレット微小管 / ダブレット微小管 / 繊毛軸糸 / 周辺微小管 / クラミドモナス / 基底小体 / 超解像蛍光顕微鏡 / 微小管 / 超解像顕微鏡
研究成果の概要

繊毛とその形成基部である基底小体は9本の微小管を基本とする構造をもつ。この構造パターンの機能的意義を探るため、クラミドモナスの遺伝子改変と遺伝学的な手法を用いて、微小管数の異常な繊毛の運動性を解析した。その過程で、微小管数の決定機構について、中心的役割をになうタンパク質の同定に成功し、さらに、微小管が10本の繊毛はほとんど運動性を示さないことを強く示唆する結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

9本の微小管からなる繊毛・基底小体の構造は、ほとんどの真核生物に共通する普遍的構造パターンである。この構造の構築機構は細胞生物学分野において大きな謎であったが、本研究によってその理解を大きく進めることができた。さらに、微小管の数が9本とは異なる繊毛の運動性についてはこれまでまったく知られていなかったが、10本微小管の繊毛の運動性について初めて知見を得ることができた。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Distinct chemotactic behavior in the original Escherichia coli K-12 depending on forward-and-backward swimming, not on run-tumble movements2020

    • 著者名/発表者名
      Kinosita Yoshiaki、Ishida Tsubasa、Yoshida Myu、Ito Rie、Morimoto Yusuke V.、Goto Kazuki、Berry Richard M.、Nishizaka Takayuki、Sowa Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 15887-15887

    • DOI

      10.1038/s41598-020-72429-1

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Coupling Ion Specificity of the Flagellar Stator Proteins MotA1/MotB1 of Paenibacillus sp. TCA202020

    • 著者名/発表者名
      Onoe Sakura、Yoshida Myu、Terahara Naoya、Sowa Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 10 号: 7 ページ: 1078-1078

    • DOI

      10.3390/biom10071078

    • 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 roles of a flagellar HSP40 ensuring rhythmic beating2019

    • 著者名/発表者名
      Zhu X, Poghosyan E., Rezabkova L., Mehall B., Sakakibara H., Hirono M., Kamiya R., Ishikawa T., Yang P.
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell

      巻: 30 号: 2 ページ: 228-241

    • DOI

      10.1091/mbc.e18-01-0047

    • 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] Sodium-powered stators of the bacterial flagellar motor can generate torque in the presence of phenamil with mutations near the peptidoglycan-binding region2019

    • 著者名/発表者名
      Ishida T, Ito R, Clark J, Matzke NJ, Sowa Y, Baker MAB
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology

      巻: 未定 号: 6 ページ: 1689-1699

    • DOI

      10.1111/mmi.14246

    • 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] Aurora-A breaks symmetry in contractile actomyosin networks independently of its role in centrosome maturation2019

    • 著者名/発表者名
      P. Zhao, X. Teng, S. N. Tantirimudalige, M. Nishikawa, T. Wohland, Y. Toyama, F. Motegi
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 48 号: 5 ページ: 631-645

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2019.02.012

    • 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] DNA-binding protein H-NS is required for gene silencing and stiffened nucleoprotein filament formation2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yamanaka, Ricksen S Winardhi, Erika Yamauchi, So-ichiro Nishiyama, Yoshiyuki Sowa , Jie Yan, Ikuro Kawagishi, Akira Ishihama, Kaneyoshi Yamamoto
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 293 号: 24 ページ: 9496-9505

    • DOI

      10.1074/jbc.ra117.001425

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Bld10p determines the centriole structure independently of the cartwheel2021

    • 著者名/発表者名
      A. Noga, T. Ishikawa, M. Hirono
    • 学会等名
      19th International Conference on the Cell and Molecular Biology of Chlamydomonas
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Outer and inner arm dynein arrangement at the proximal region of the axoneme revealed by cryo-ET with a phase plate2021

    • 著者名/発表者名
      T. Ishikawa, A. Noga, M. Hirono
    • 学会等名
      Dynein 2021 International Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A suppressor mutation of a Chlamydomonas cilia-less mutant suggests a novel role of Bld10p, an essential protein for centriole assembly2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakazawa, M. Hirono
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Bacterial flagellar rotation at low load2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Sowa, T. Ishida
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] FliL assists flagellar motor rotation in Escherichia coli under low load condition2020

    • 著者名/発表者名
      T. Ishida, M. Yoshida, T. Minamino, Y. Sowa
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Low cooperativity of flagellar motor switching in Vibrio cholerae the bacterium of a single polar flagellum2020

    • 著者名/発表者名
      H. Tajima, M. Nishikawa, Y. Miura, Y. Sowa, I. Kawagishi
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] FliL works as a speed regulator of the Escherichia coli flagellar motor at low load2020

    • 著者名/発表者名
      Ishida T, Yoshida M, Minamino T, Sowa Y.
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Molecular Engine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cartwheel-independent mechanism for determining the centriolar microtubule number2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Noga, Mao Horii, and Masafumi Hirono
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 繊毛の微小管数を9本に決定する2つの機構2019

    • 著者名/発表者名
      苗加彰, 堀井麻央, 廣野雅文
    • 学会等名
      第52回日本原生生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 極低負荷条件下においても大腸菌べん毛モーター回転速度は固定子ユニット数に依存する2019

    • 著者名/発表者名
      石田翼,吉多美祐,南野徹,曽和義幸
    • 学会等名
      第16回 21世紀大腸菌研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Load-dependent speed regulation of the bacterial flagellar motor2019

    • 著者名/発表者名
      Ishida T, Yoshida M, Minamino T, Sowa Y.
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the bacterial flagellar switch using mutant rotor components2019

    • 著者名/発表者名
      Kato M, Ishida T, Yoshida M, Sowa Y.
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of shaft-bearing interactions that support the smooth rotation of bacterial flagellar motors2019

    • 著者名/発表者名
      Kumazaki Y, Ishida T, Yoshida M, Sowa Y.
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Controlling the rotation speed of the bacterial flagellar motor with light-driven rhodopsin2019

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa S, Abe-Yoshizumi R, Inoue K, Kandori H, Sowa Y.
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ion specificity of chimeric stator proteins between Paenibacillus sp. TCA20 MotB1 and Escherichia coli MotB2019

    • 著者名/発表者名
      Onoe S, Yoshida M, Ito M, Sowa Y.
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical symmetry breaking in C. elegans dorsal-ventral axis establishment2019

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Nishikawa
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Chemoreceptor clustering of Escherichia coli in lateral regions of the cytoplasmic membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Nana Ito, Masatoshi Nishikawa, Yoshiyuki Sowa, Ikuro Kawagishi
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 負荷に依存した大腸菌べん毛モーター回転速度の調節因子2019

    • 著者名/発表者名
      石田翼,吉多美祐,南野徹,曽和義幸
    • 学会等名
      第18回 微生物研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mechanics of the bacterial flagellar motor in vivo2018

    • 著者名/発表者名
      石田翼,笠井大司,蔡栄叔,曽和義幸
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規クラミドモナス突然変異株pma2の細胞巨大化と鞭毛数異常2018

    • 著者名/発表者名
      三輪彩,原田美咲,内藤紗花,廣野雅文
    • 学会等名
      第51回日本原生生物学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cellular localization of SAS6-L, a paralog of a flagellar basal body protein that self-assembles into a 9-fold symmetrical structure2018

    • 著者名/発表者名
      中澤友紀、長尾真仁、苗加彰、Manuel Hilbert、Michel O. Steinmetz、廣野雅文
    • 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] 「9」を基本とする鞭毛軸糸構造のカートホイール非依存的な決定機構2018

    • 著者名/発表者名
      苗加彰、堀井麻央、廣野雅文
    • 学会等名
      第89回日本動物学会札幌大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コレラ菌タウリン走性受容体Mlp37の温度依存的遺伝子発現2018

    • 著者名/発表者名
      西山宗一郎,小野木汐里,曽和義幸,浦上弘,川岸郁朗
    • 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] 細菌べん毛モーターの回転速度と構成ユニット数の関係2018

    • 著者名/発表者名
      石田翼,吉多美祐,南野徹,曽和義幸
    • 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] 光ピンセットを用いた細菌べん毛モーター回転計測系の確立2018

    • 著者名/発表者名
      飯島悠太,笠井大司,長谷川爽,曽和義幸
    • 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] コレラ菌新規アミノ酸走性応答系の同定2018

    • 著者名/発表者名
      田島寛隆,川口徹也,山元季実子,曽和義幸,西山宗一郎,川岸郁朗
    • 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] Paenibacillus sp. TCA20がもつ二価カチオン駆動型べん毛モーター固定子MotA1MotB1の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      尾上さくら,吉多美祐,伊藤政博,曽和義幸
    • 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] 走化性受容体クラスター形成に対するヒスチジンキナーゼとアダプターの影響2018

    • 著者名/発表者名
      山崎友也,伊藤 那奈,西川正俊,曽和義幸,川岸郁朗
    • 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

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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