ダイニン分子の運動における複数頭部間の協同性

• 研究課題/領域番号: 20370057
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 豊島 陽子 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (40158043)
• 連携研究者: 枝松 正樹 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教 (60251328)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円); 2010年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2009年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2008年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
• キーワード: ダイニン / 微小管 / 分子モーター / zincシート / プロセッシビティ / 歩行モデル / プロセッシビティー / 複数分子 / 分子間協同性 / ピンセット / 1分子計測 / 破断力

研究概要

ダイニンは非常に巨大で複雑な双頭構造をもつが、2つの頭をどのように協調させて運動を行っているのかを明らかにすることを目標に、複数頭部間の協同性の実態を調べた。亜鉛の存在下で重合させたチューブリンは、ダイニンの結合領域が1本のプロトフィラメント上にのみ露出するシート状のポリマー構造をつくる。このzincシート上でダイニンの運動を観察したところ、微小管上と同様な速度でプロセッシブに運動することがわかった。このことは、ダイニン分子の双頭は、プロトフィラメントという細いトラックの上を互いの頭部が構造的に邪魔をするようなことなく、協同的に連携して一方向に進むことができることを意味する。

研究成果

• [雑誌論文] Functional Dissection of LIS1 and NDEL1 Towards Understanding the Molecular Mechanisms of Cytoplasmic Dynein Regulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Torisawa T., Nakayama A., Furuta K., Yamada M., Hirotsune, S., Toyoshima Y.Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 286 ページ: 1959-1965
• [雑誌論文] Functional Dissection of LISL and NDELl Towards Understanding the Molecular Mechanisms of Cytoplasmic Dynein Regulation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Torisawa T., Nakayama A., Furuta K., Yamada M., Hirotsune, S.and Tovoshima Y.Y.
  • 雑誌名: J. Biol.Chem. 巻: 286 ページ: 1959-1965
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleotide-dependent behavior of single molecules of cytoplasmic dynein on microtubules in vitro (2010)
  • 著者名/発表者名: Miura, M., Matsubara, A., Kobayashi, T., Edamatsu, M., Toyoshima, Y.Y.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 584 ページ: 2351-2355
• [雑誌論文] Nucleotide-dependent behavior of single molecules of cytoplasmic dynein on microtubules in vitro. (2010)
  • 著者名/発表者名: Miura, M., Matsubara, A., Kobayashi, T., Edamatsu, M., Toyoshima, Y.Y.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 584 ページ: 2351-2355
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of cytoplasmic dynein activity by CRMP-2 through a direct interaction. (2009)
  • 著者名/発表者名: Arimura, N., Hattori, A., Kimura, T., Nakamura, S., Funahashi, Y., Hirotsune, S., Furuta, K., Toyoshima, Y.Y., Kaibuchi, K.
  • 雑誌名: J Neurochem. 111 ページ: 380-390
• [雑誌論文] Inhibition of cytoplasmic dynein activity by CRMP-2 through a direct interaction. (2009)
  • 著者名/発表者名: Arimura, N., K., Toyoshima, Y.Y., et al.
  • 雑誌名: J Neurochem. 111 ページ: 380-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] モータータンパク質 (2009)
  • 著者名/発表者名: 豊島陽子
  • 雑誌名: 分子生物学イラストレイテッド 改訂第3版 ページ: 187-191
• [雑誌論文] Diffusion and directed movement: In vitro motile properties of fission yeast kinesin-14 Pkl1. (2008)
  • 著者名/発表者名: Furuta, K., Toyoshima, Y.Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 283 ページ: 36465-36473
• [雑誌論文] LIS1 and NDEL1 coordinate the plus-end-directed transport of cytoplasmic dynein. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamada, M.Toba, S., Yoshida, Y., Haratani, K., Mori, D., Yano, Y., Mimori-Kiyosue, Y., Nakamura, T., Ito,mK., Fushiki, S.,Setou, M., Whnshaw-Boris, A., Torisawa, T., Toyoshima, Y.Y., Hirotsune, S.
  • 雑誌名: EMBO J. 27 ページ: 2471-2483
• [雑誌論文] Direction and speed of microtubule movements driven by kinesin motors arranged on catchin thick filaments. (2008)
  • 著者名/発表者名: Taba, T., Edamatsu, M., Toba, S., Shibata, K., Imafuku, Y., Toyoshima, Y.Y., Tawada, K., Yamada, A.
  • 雑誌名: Cell Motility and the Cytoskeleton 65 ページ: 816-826
• [雑誌論文] The dynein stalk head, the microtubule binding-domain of dynein: NMR assignment and ligand binding. (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, Y., Kato, Y., Morii, H., Edamatsu, M., Toyoshima, Y.Y, Tanokura, M.
  • 雑誌名: J.Biomol.NMR 41 ページ: 89-96
• [雑誌論文] Minus-end-directed motor Ncd exhibits processive movement that is enhanced by microtubule bundling in vitro (2008)
  • 著者名/発表者名: Furuta, K., Toyoshima, Y.Y.
  • 雑誌名: Current Biology 18 ページ: 152-157
• [雑誌論文] Minimus-end-directect motor Ncd exhibits processive movement that is enhanced by microtubule bundling in vitro (2008)
  • 著者名/発表者名: Furuta, K. and Toyoshima, Y. Y.
  • 雑誌名: Current Biology 18 ページ: 152-157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direction and speed of microtubule movements driven by kinesin motorsarranged on catchin thick filaments (2008)
  • 著者名/発表者名: Taba, T., Edamatsu, M., Toba, S., Shibata, K, Imafuku, Y., Toyoshima, YY Tawada K and Yamada A
  • 雑誌名: Cell Motihty and the Cytoskeleton 65 ページ: 816-826
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diffusion and directed movernent: In vitro motile properties of fission yeastkinesin-14 Pkl1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Furuta, K. and Toyoshima, Y. Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 2835 ページ: 36465-36473
  • 査読あり
• [学会発表] Functional dissection of LIS1 and NDEL1 for understanding the molecular mechanism of cytoplasmic dyenin regulation. (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳥澤嵩征、渡辺裕多、中山明子、古田健也、山田正巳、広常真治、豊島陽子
  • 学会等名: 米国Biophysical Society 55th Annual Meeting、Baltimore
  • 発表場所: 東京大学、大阪市立大学
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] Single protofilmant is enough to support unidirectional walking of cytoplasmic dynein (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴田桂太朗、三浦未知、渡辺裕多、西村敦子、枝松正樹、豊島陽子
  • 学会等名: 米国Biophysical Society 55th Annual Meeting, Baltimore
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] Structural analysis of cytoplasmic dynein tail domain (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺裕多、北井敏幸、小林琢也、村山尚、高萩隆行、豊島陽子
  • 学会等名: 米国Biophysical Society 55th Annual Meeting, Baltimore
  • 発表場所: 東京大学、広島大学、順天堂大学
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] Reconstitusion of collective transport by defind numbers of kinesin-1 and kinesin-14, two opposing motor proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: 古田健也、豊島陽子、小島寛明、大岩和弘
  • 学会等名: 米国Biophysical Society 55th Annual Meeting, Baltimore
  • 発表場所: 通信総合研究所、東京大学
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] Single protofilament is enough to support unideirectional walking of cytoplasmic dyenin. (2011)
  • 著者名/発表者名: Keitaro Shibata , Michi Miura, Yuta Watanabe, Atsuko Nishimura, Masaki Edamatsu, Yoko Y. Tovoshima.
  • 学会等名: Biophysical Society 55th Annual Meeting
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] Structural analysis of cytoplasmic dynein tail domain. (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Toshiyuki Kitai, Takuya Kobayashi, Takashi Murayama, Takayuki Takahagi, Yoko Y. Tovoshima
  • 学会等名: Biophysical Society 55th Annual Meeting
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] Functional dissection of LISl and NDELl for understanding the molecular mechanism of dynein regulation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Torisawa, Akiko Nakayama, Kenya Furuta, Masami Yamada, Shinji Hirotsune, Yoko Y.Toyoshima
  • 学会等名: Biophysical Society 55th Annual Meeting
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] Reconstitusion of collective transport by defined numbers of kinesin-1 and kinesin-14. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ken'ya Furuta, Yoko Y.Toyoshima, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa
  • 学会等名: Biophysical Society 55th Annual Meeting
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] Diffusive movement of a single-molecvule mammalian cytoplasmic dynein (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳥澤嵩征、市川宗厳、小林琢也、村山尚、豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 仙台(東京大学、順天堂大学)
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Single protofilmant is enough to support unidirectional walking of cytoplasmic dynein (2010)
  • 著者名/発表者名: 柴田桂太朗、三浦未知、渡辺裕多、西村敦子、枝松正樹、豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 仙台(東京大学)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Development of a new mechod to synthesize functional gold nanoparticles for labeling a protein (2010)
  • 著者名/発表者名: 北井敏幸、渡辺裕多、豊島陽子、小林琢也、村山尚、坂上浩之、鈴木一志、高萩隆行
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 仙台(広島大学、東京大学、順天堂大学)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Electron microscopic observation of cytoplasmic dynein using gold nanoparticles (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺裕多、北井敏幸、小林琢也、村山尚、高萩隆行、豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 仙台(東京大学、広島大学、順天堂大学)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Dynamic behavior of dynein-dynactin in living mammalian cells visualized by multifunctional GFP tag (2010)
  • 著者名/発表者名: 村山尚、小林琢也、渡辺裕多、豊島陽子、北井敏幸、高萩隆行
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 仙台(順天堂大学、東京大学、広島大学)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] A sarucomere-mimetic gel : Gelation of astral-shpaled actin filaments with their plus end conncted on photopolymer beads by myosin filaments (2010)
  • 著者名/発表者名: 井川泰二、塩澤雅人、毛利誠、成田真美子、星野文彦、渡辺修、枝松正樹、豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 仙台(豊田中央研究所、東京大学)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Single protofilmant is enough to support unidirectional walking of cytoplasmic dynein. (2010)
  • 著者名/発表者名: 柴田桂太朗、三浦未知、渡辺裕多、西村敦子、枝松正樹、豊島陽子
  • 学会等名: 生物物理学会第53回年会
  • 発表場所: 仙台(東北大学以内キャンパス)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Development of a new mechod to synthesize functional gold nanopartides for labeling a protein. (2010)
  • 著者名/発表者名: 北井敏幸、渡辺裕多、豊島陽子、小林琢也、村山尚、坂上浩之、鈴木一志、高萩隆行
  • 学会等名: 生物物理学会第53回年会
  • 発表場所: 仙台(東北大学以内キャンパス)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Electron microscopic observation of cyto@lasmic dyneinusing gold nanoparticles. (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺裕多、北井敏幸、小林琢也、村山尚、高萩隆行、豊島陽子
  • 学会等名: 生物物理学会第53回年会
  • 発表場所: 仙台(東北大学以内キャンパス)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] 生物物理学会第53回年会 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村山尚、小林琢也、渡辺裕多、豊島陽子、北井敏幸、高萩隆行
  • 学会等名: Dynamic behavior of dynein-dynactin in living mammalian cells visualized by multifunctional GFP tag.
  • 発表場所: 仙台(東北大学以内キャンパス)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Diffusive movement of a single-molecvule mammalian cytoplasmic dynein. (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳥澤嵩征、市川宗厳、小林琢也、村山尚、豊島陽子
  • 学会等名: 生物物理学会第53回年会
  • 発表場所: 仙台(東北大学以内キャンパス)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] A sarucomere-mimetic gel : Gelation of astral-shpaled actin filaments with their plus end conncted on photopolymer beads by myosin filaments. (2010)
  • 著者名/発表者名: 井川泰二、篠沢正弘、毛利誠、成田真美子、星野文彦、渡辺修枝松正樹、豊島陽子
  • 学会等名: 生物理学会第53回年会
  • 発表場所: 仙台(東北大学以内キャンパス)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Regulation and Cordination of Cytoplasmic Dynein Revealed by in vitro Study (2009)
  • 著者名/発表者名: Toyoshima, Y.Y.
  • 学会等名: International Workshop Dynein 2009
  • 発表場所: 神戸・オルビスホール
  • 年月日: 2009-11-03
• [学会発表] Dynein in the coordinated system. (2009)
  • 著者名/発表者名: 豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: 徳島(東京大学)
  • 年月日: 2009-11-01
• [学会発表] Motility of single molecules of kinesin and cytoplasmic dynein in the presence of many molecules of motor proteins on microtubules. (2009)
  • 著者名/発表者名: 柴田桂太朗、古田健也、枝松正樹、豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: 徳島(東京大学、通信総合研究所)
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] DNA-templated assembly of multiple motor protein complexes. (2009)
  • 著者名/発表者名: 古田健也、豊島陽子、小嶋寛明
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: 徳島(通信総合研究所、東京大学)
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] LIS1 regulates dynein motility in a dimerization-dependent manner. (2009)
  • 著者名/発表者名: 鳥澤嵩征、山田正巳、広常真治、豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: 徳島(東京大学、大阪市立大学)
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] Force production and processive movement by a defined number of nonprocessive motor proteins. (2008)
  • 著者名/発表者名: 古田健也、豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡(東京大学)
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] Properties of dynein motiliy analyzed with recombinant molecules. (2008)
  • 著者名/発表者名: 豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡(東京大学)
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] Unbinding force of cytoplasmic dynein-microtubule interaction. (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩崎聡、枝松正樹、Nguyen HoaAnh、古田健也、樋口秀雄、豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡(東京大学)
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Molecular mechanism of the regulation of cytoplasmic dynein motility by LIS1. (2008)
  • 著者名/発表者名: 鳥澤嵩征、古田健也、枝松正樹、山田正巳、広常真治、豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡(東京大学、大阪市立大学)
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Motility assay of single dynein molecules on immobilized microtubules on azopolymer. (2008)
  • 著者名/発表者名: 柴田桂太郎、古田健也、枝松正樹、井川泰二、塩澤雅人、成田真美子、渡辺修、豊島陽子
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡(東京大学、豊田中央研究所)
  • 年月日: 2008-12-03
• [図書] 東京化学同人生物学辞典(ダイニン、ミオシン、チューブリンなど20項目) (2010)
  • 著者名/発表者名: 豊島陽子(分担執筆)
• [図書] 生物学辞典(ATP合成酵素ほか20項目) (2010)
  • 著者名/発表者名: 豊島陽子(分担執筆、共著者約400名)
  • 総ページ数: 1615
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] モータータンパク質(分子生物学イラストレイテッド(改訂第3版)) (2009)
  • 著者名/発表者名: 豊島陽子(分担執筆)
  • 出版者: 羊土社
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://bio.c.u-tokyo.ac.jp/labs/toyoshim/