細菌べん毛モーターのトルク発生装置の解析

• 研究課題/領域番号: 20370064
• 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: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 米倉 功治 独立行政法人理化学研究所, 米倉生体機構研究室, 准主任研究員 (50346144)
• 研究分担者: 眞木 さおり (米倉 さおり) 独立行政法人理化学研究所, タンパク質結晶構造解析研究グループ, 研究員 (20513386)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 20,670千円 (直接経費: 15,900千円、間接経費: 4,770千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2011年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2010年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2009年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 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: 構造生物学 / イオンチャネル / べん毛モーター / 電子顕微鏡 / X 線結晶構造解析 / X線結晶構造解析

研究概要

細菌べん毛は、細胞膜を透過するイオンの流れをエネルギーとして回転する生体超分子モーターであるが、その回転の機構はほとんどわかっていないのが現状である。生体分子機械の作動原理の解明は、生命科学のみならずナノテクノロジーへの応用に向けても重要な課題である。本研究では、イオン流のモーター回転力への変換を担う細胞膜中のナトリウムチャネルPomABの三次元構造を電子顕微鏡法で解析した他、X 線結晶回折法による解析のための試料調製、結晶化を行った

研究成果

• [雑誌論文] 非結晶粒子のコヒーレントＸ線回折イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 中迫雅由、高山裕貴、苙口友隆、白濱圭也、関口 優希、山本雅貴、米倉功治、引間孝明、眞木さお り、高橋幸生、鈴木明大、松永幸大、加藤翔一、星 貴彦
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 40 ページ: 680-686
  • NAID: 10031004094
• [雑誌論文] X線自由電子レーザーを用いた非結晶粒子のコヒーレントX線回折イメージング実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中迫雅由、高山裕貴、苙口友隆、白濱圭也、関口 優希、山本雅貴、米倉功治、引間孝明、眞木さお り、高橋幸生、鈴木明大、松永幸大、加藤翔一、星 貴彦
  • 雑誌名: 月刊OPTRONICS 巻: 31 ページ: 101-106
• [雑誌論文] The structure of the flagellar motor protein complex PomAB: Implications for the torque-generating conformation (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Yonekura, Saori Maki-Yonekura, Michio Homma
  • 雑誌名: J. Bacteriol 巻: 193 ページ: 3863-3870
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体超分子の高分解能構造解析のための電子線イメージングの条件 (2011)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 雑誌名: 顕微鏡 巻: 45 ページ: 243-249
  • NAID: 10031144710
  • 査読あり
• [雑誌論文] The structure of the flagellar motor protein complex PomAB : Implications for the torque-generating conformation (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Yonekura, Saori Maki-Yonekura, Michio Homma
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 巻: 193 号: 15 ページ: 3863-3870
  • DOI: 10.1128/jb.05021-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体超分子の高分解能構造解析のための電子線イメージングの条件 (2011)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 雑誌名: 顕微鏡 45 ページ: 243-249
  • NAID: 10031144710
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational change of flagellin for polymorphic supercoi ling of the flagellar filament (2010)
  • 著者名/発表者名: Saori Maki-Yonekura, Koji Yonekura, Keiichi Namba
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol 巻: 17 ページ: 417-422
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低温電子顕微鏡法による生体超分子構造の解析 --- 電子顕微鏡はどこまでタンパク質の立体構造に迫れるか--- (2010)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 52 ページ: 56-61
  • NAID: 10026107867
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational change of flagellin for polymorphic supercoi ling of the flagellar filament (2010)
  • 著者名/発表者名: Saori Maki-Yonekura, Koji Yonekura
  • 雑誌名: Nat.Struct.Mol.Biol. 17 ページ: 417-422
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低温電子顕微鏡法による生体超分子構造の解析-電子顕微鏡はどこまでタンパク質の立体構造に迫れるか- (2010)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 52 ページ: 56-61
  • NAID: 10026107867
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational change of flagellin for polymorphic supercoiling of the flagellar filament (2010)
  • 著者名/発表者名: Saori Maki-Yonekura, Koji Yonekura, Keiichi Namba
  • 雑誌名: Nat.Struct.Mol.Biol. (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低温電子顕微鏡法による生体超分子構造の解析 -電子顕微鏡はどこまでタンパク質の立体構造に迫れるか- (2010)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 52(印刷中)
  • NAID: 10026107867
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron digital imaging towards high-resolution structure analysis of biological macromolecules (2008)
  • 著者名/発表者名: Saori Maki-Yonekura, Koji Yonekura
  • 雑誌名: Microsc.Microanal. 巻: 14 ページ: 362-369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron digital imaging towards high-resolution structure analysis of biological macromolecules (2008)
  • 著者名/発表者名: Saori Maki-Yonekura, Koji Yonekura,
  • 雑誌名: Microsc.Microanal. 14 ページ: 362-369
  • 査読あり
• [雑誌論文] The structure of the flagellar motor protein complex PomAB : Implications for the torque-generating conformation
  • 著者名/発表者名: Koji Yonekura, Saori Maki-Yonekura, Michio Homma
  • 雑誌名: Accepted to J.Bacteriol.
  • 査読あり
• [学会発表] Cryo-Electron Microscopy of Biological Macromolecular Structures (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yonekura, S. Maki-Yonekura
  • 学会等名: 4-th France-Japan Joint Seminar "Imaging of spatiotemporal hierarchies in living cells - an overview of dynamics from molecules to cells -"
  • 発表場所: RIKEN SPring-8 Center (Hyogo)
  • 招待講演
• [学会発表] Structure Analysis of Biological Macromolecular Complexes by Electron- and X-rays (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yonekura
  • 学会等名: The 5th Biennale RIKEN Joint Retreat "Behavior - from Molecules, Cell to Organisms -"
  • 発表場所: YAMAHA Resort Tsumagoi (Shizuoka)
  • 招待講演
• [学会発表] Electron Crystallography of 3D Protein Crystals (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yonekura, C. Toyoshima
  • 学会等名: Nagoya Symposium - Frontiers in Structural Physiology
  • 発表場所: Nagoya University (Nagoya)
• [学会発表] 電子線とX線による生体超分子構造の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 平成24年度「分子システム研究」成果報告会
  • 発表場所: 理研和光（埼玉）
• [学会発表] 低温電子顕微鏡法による生体超分子複合体の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治、眞木さおり
  • 学会等名: 第13回医学生物学電子顕微鏡シンポジウム
  • 年月日: 2012-11-24
• [学会発表] 低温電子顕微鏡法による生体超分子複合体の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治、眞木さおり
  • 学会等名: 第13回医学生物学電子顕微鏡学
  • 発表場所: チサンホテル新大阪（大阪）
  • 招待講演
• [学会発表] 細菌のイオン共役型エネルギー供与体の構造基盤研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊真宏
  • 学会等名: 分子システム研究」第1回春合宿
  • 発表場所: 浜名湖ロイヤルホテル（静岡）
• [学会発表] 生体の作動機構をより高い分解能で“見る” (2012)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 分子システム研究」第1回春合宿
  • 発表場所: 浜名湖ロイヤルホテル（静岡）
• [学会発表] イオン共役型エネルギー供与体ExbB/ExbDおよびTonB/ExbB複合体の結晶化構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊真宏、米倉功治
  • 学会等名: 第12回蛋白質科学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋）
• [学会発表] Purification and crystallization of bacterial ion-coupled energizing protein ExbB (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Watanabe, K. Yonekura
  • 学会等名: The 2012 Annual Meeting of American Crystallographic Association
  • 発表場所: Boston(MA), USA
• [学会発表] 細菌のイオン共役型エネルギー供与体の構造基盤研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊真宏、米倉功治
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡（福岡）
• [学会発表] 生体超分子構造の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 細菌学会中部支部会
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] Correlative imaging with CXDI and cryo-EM (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Yonekura, Saori Maki-Yonekura
  • 学会等名: The 4th International Workshop on FEL Science : Science Challenges of XFEL
  • 発表場所: Queensland, Australia(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Structure analysis of biological macromolecules (2011)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: The 1st Annual Meeting for Whole-Organism Science Society Joint Meeting with The 10th Annual Meeting of Structural-Biological Whole Cell Project of Thermus thermophilus HB8
  • 発表場所: 理研、播磨(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-20
• [学会発表] Cryo-electron microscopy of biological macromolecules (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Yonekura
  • 学会等名: Joint workshop with Wageningen University and SPring-8
  • 発表場所: RIKEN, Harima(招待講演)
  • 年月日: 2011-04-25
• [学会発表] Cryo-electron microscopy of biological macromolecules (2011)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治、眞木さおり
  • 学会等名: NHRI workshop
  • 発表場所: 新竹、台湾
  • 年月日: 2011-02-14
• [学会発表] Cryo-electron microscopy of biological macromolecules (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Yonekura, Saori Maki-Yonekura
  • 学会等名: Workshop on structural biology
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
  • 年月日: 2011-02-13
• [学会発表] Cryo-electron microscopy of biological macromolecules (2011)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治、眞木さおり
  • 学会等名: Workshop on structural biology
  • 発表場所: 台南、台湾
  • 年月日: 2011-02-13
• [学会発表] Cryo-electron microscopy of biological macromolecular structures (2011)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治、眞木さおり
  • 学会等名: OIST seminar
  • 発表場所: 沖縄 OIST
  • 年月日: 2011-01-14
• [学会発表] Electron crystallography in biological sciences (2010)
  • 著者名/発表者名: Koji Yonekura
  • 学会等名: The satellite meeting, the 10^(th) conference of the Asian crystallographic association, Daejeon
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] Electron crystallography in biological sciences (2010)
  • 著者名/発表者名: Koji Yonekura
  • 学会等名: The satellite meeting, the 10^<th> conference of the Asian crystallographic association
  • 発表場所: Daejeon, Korea
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] Electron crystallography in biological sciences (2010)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: The satellite meeting, the 10^<th> conference of the Asian crystallographic association
  • 発表場所: KBSI, Daejeon, Korea
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] Correlative Imaging---CXDI and Cryo-EM--- (2010)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治、眞木さおり
  • 学会等名: The 3rd Workshop on FEL Science : "Emerging X-ray Applications in Biological Systems-II"
  • 発表場所: 北海道 北湯沢
  • 年月日: 2010-10-05
• [学会発表] 低温電子顕微鏡法による生体超分子の構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 蛋白質の機能-構造相関解明のための精密構造解析とその方法～水素原子から細胞まで～蛋白研セミナー
  • 発表場所: 大阪大学 吹田
  • 年月日: 2010-10-05
• [学会発表] 低温電子顕微鏡法による生体超分子構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: ASI-Spring8生物系合同シンポジウム
  • 発表場所: 理研 和光市
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Cryo-electrop microscopy and helical image reconstruction of biological materials (2010)
  • 著者名/発表者名: 眞木さおり、米倉功治
  • 学会等名: アジア若手シンポジウム、日本顕微鏡学会第66回学術講演会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 極低温電子顕微鏡で細菌を『見る』 (2010)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 第83回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 極低温電子顕微鏡で細菌を『見る」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 第83回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 低温電子顕微鏡法による生体分子構造解析の撮像条件について (2010)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 電顕技術開発若手研究部会 第1回ワークショップ
  • 発表場所: 熱田、名古屋
  • 年月日: 2010-01-23
• [学会発表] Cryo-electron microscopy of macromolecular structures (2010)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治・米倉さおり
  • 学会等名: 2010 RIKEN Conference
  • 発表場所: 理研 播磨
  • 年月日: 2010-01-13
• [学会発表] 低温電子顕微鏡法の核膜系への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治・米倉さおり
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] Bioimaging-Cryo-Electron Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: The Second Workshop on FEL Science : "Emerging X-ray Applications in Biological Systems"
  • 発表場所: Kenting, Taiwan
  • 年月日: 2009-12-07
• [学会発表] 3D Electron Microscopy of Biological Macromolecular Structures (2009)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: Workshop on POSTECH-RIKEN Joint Research Program
  • 発表場所: 理研 播磨
  • 年月日: 2009-10-05
• [学会発表] Cryo-electron microscopy of biological macromolecular structures (2009)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: SEMINAIRE IBS
  • 発表場所: IBS, Grenoble, France
  • 年月日: 2009-09-07
• [学会発表] High-resolution cryo-electron microscopy of biological macromolecular structures by helical reconstruction (2009)
  • 著者名/発表者名: Koji Yonekura, Saori Maki-Yonekura
  • 学会等名: Microscopy Conference 2009 in Graz
  • 発表場所: Graz, Austria
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] 低温電顕微鏡法による生体超分子構造の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治・米倉さおり
  • 学会等名: 高度好熱菌丸ごと一匹プロジェクト 第8回連携研究会
  • 発表場所: 理研 播磨
  • 年月日: 2009-08-23
• [学会発表] 放射光、電子顕微鏡で生命の不思議を"見る" (2009)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 平成21年度「高校生のためのサイエンス・サマーキャンプ」
  • 発表場所: 理研 播磨
  • 年月日: 2009-08-11
• [学会発表] Cryo-electron Microscopy of Biological Macromolecular Structures (2009)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: The 1^<st> Workshop on FEL Science "Coherent Intense X-rays in Physics and Biology"
  • 発表場所: ロッテホテルチェジュ韓国
  • 年月日: 2009-02-18
• [学会発表] 電子顕微鏡でモーター分子を見る (2008)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 日本生物物理学会 第46回年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] 電子顕微鏡でモーター分子を見る (2008)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] 電子顕微鏡でモーター分子を見る (2008)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] 低温電子顕微鏡法による生体超分子構造の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 分子研研究会「物質系と生体系での自己組織化-異分野融合的研究の新展開に向けて-」
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター
  • 年月日: 2008-08-08
• [学会発表] 低温電子顕微鏡法の生体膜系への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 米倉功治
  • 学会等名: 平成20年蛋白研セミナー細胞機能制御システムとしての核膜研究〜基礎から臨床応用を目指して〜
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-07-24
• [備考] 米倉功治、眞木さおり、2009 年(独)電子顕微鏡学会Ernst Ruska 賞受賞。PomAB 単粒子解析の論文(Yonekura et al.,2011, J. Bacteriol.)がハイライトとして紹介されたAmerican Society for Microbiology のMicrobe Magazine の記事へのリンク
  • URL: http://www.microbemagazine.org/index.php?option=com_content&view=article&id=3857:gentlemen-start-your-prokaryotic-motors&catid=876:07-2011-journal-highlights&Itemid=1129
• [備考] 米倉生体機構研究室
• [備考] 米倉功治、眞木さおり、2009年(独)電子顕微鏡学会Ernst Ruska賞受賞。