力発生中のミオシンの電子顕微鏡による観察技術の開発

• 研究課題/領域番号: 20570155
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 九州工業大学
• 研究代表者: 安永 卓生 九州工業大学, 大学院・情報工学研究院, 教授 (60251394)
• 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: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 運動・輸送 / ミオシン / 筋肉 / アクチン / 電子顕微鏡 / 力発生 / クライオ電子顕微鏡法 / 急速凍結装置 / トモグラフィー / 分子モーター / 画像処理

研究概要

力発生中のミオシンを電子顕微鏡法で開発するための観察技術の開発を目指した。一つは、磁場によりアクチンに力をかけ、ミオシンフィラメントとの間での力発生している状態を観察することを目指し、基礎的な観察は可能となった。今ひとつは、単粒子及び、電子線トモグラフィー法を使った単一ミオシン頭部とアクチンフィラメントとの相互作用状態の電子顕微鏡法による観察方法、特に、三次元構造解析のための基礎技術を開発した。その結果、アクチン及びアクチンミオシン硬直複合体の高分解能三次元像を得ると共に、アクチンフィラメントに結合したミオシン頭部の3次元像を得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Structural basis for actin assembly, activation of ATP hydrolysis, and delayed phosphate release (2010)
  • 著者名/発表者名: Murakami, K., Yasunaga, T., Noguchi, T.Q.P., Gomibuchi, Y., Ngo, K.X., Uyeda, T.Q.P., Wakabayashi, T.
  • 雑誌名: Cell 143:2 ページ: 275-287
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three Outer Arm Dynein Heavy Chains of Chlamydomonas reinhardtii Operate in a Coordinated Fashion Both In Vitro and In Vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: Takazaki H., Liu Z., Jin M., Kamiya R., Yasunaga T.
  • 雑誌名: Cytoskeleton 67:7 ページ: 466-476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of excess receptors and negative feedback control of signal pathways are required for rapid activation and prompt cessation of signal transduction (2009)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H., Azuma R., Yasunaga T.
  • 雑誌名: Cell Communication and Signaling 7 ページ: 3-3
  • NAID: 120002441531
  • URL: http://www.biosignaling.com/content/7/1/3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynein pulls microtubules without rotating its stalk (2008)
  • 著者名/発表者名: Ueno H., Yasunaga T., Shigyoji, C., Hirose K
  • 雑誌名: ProNAS 105 ページ: 19702-19707
  • NAID: 120006380803
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partially functional outer arm dynein in a novel Chlamydomonas mutant expressing a truncated γ heavy chain (2008)
  • 著者名/発表者名: Liu Z., Takazaki H., Nakazawa Y., Sakato M.,Yagi T., Yasunaga T., King S.M.,Kamiya R.
  • 雑誌名: Eukaryotic Cell 7 ページ: 1136-1145
  • NAID: 120006345414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for tropomyosin overlap in thin (actin) filaments and the generation of amolecular swivel by troponin-T. (2008)
  • 著者名/発表者名: Murakami K., Stewart M., Nozawa K., Tomii K., Kudou N., Igarashi N., Shirakihara Y., Wakatsuki S., Yasunaga T., Wakabayashi T.
  • 雑誌名: ProNAS 105(20) ページ: 7200-7205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of a 2k CCD camera with an epitaxially-grown CsI scintillator for recording energy-filtered electron cryo-micrographs. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasunaga, T., Wakabayashi, T.
  • 雑誌名: Journal of Electron Microscopy 57(3) ページ: 101-112
  • NAID: 10025604019
  • 査読あり
• [学会発表] ミオシンのUP/DOWN構造遷移バイアスに関する拘束付きMD法による検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下理沙, 新谷優, 安永卓生
  • 学会等名: 生体運動合同班会議
  • 発表場所: 大阪市立大学、大阪
• [学会発表] SIRTシステムの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 我妻竜三、小屋迫光太郎、安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会九州支部総会
  • 発表場所: 九州大学、福岡
  • 年月日: 2010-12-04
• [学会発表] クライオ電子線トモグラフィーを用いた金属標識へのアプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 金明月、安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会九州支部総会
  • 発表場所: 九州大学、福岡
  • 年月日: 2010-12-04
• [学会発表] 電子顕微鏡画像に基づいた原子モデル構築のための支援ツールの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下理彩、中尾亮太、瀧本雄介、坂本寛、安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会九州支部総会
  • 発表場所: 九州大学、福岡
  • 年月日: 2010-12-04
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡法の低分子量タンパク質の3次元再構成法への挑戦 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邉慶太、小川佳織、安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会九州支部総会
  • 発表場所: 九州大学、福岡
  • 年月日: 2010-12-04
• [学会発表] SIRTシステムの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 我妻竜三、小屋迫光太郎、安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会九州支部総会
  • 発表場所: 九州大学(福岡)
  • 年月日: 2010-12-04
• [学会発表] 電子線トモグラフィーにおける反復再構成手法-技術開発のポイント (2010)
  • 著者名/発表者名: 我妻竜三、小屋迫光太郎、安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会生体構造解析分科会、研究討論会(X)
  • 発表場所: 湯沢ニューオータニホテル、湯沢
• [学会発表] SIRT electron tomography system : design & development (2010)
  • 著者名/発表者名: 我妻竜三、小屋迫光太郎、安永卓生
  • 学会等名: 2010年日本バイオインフォマティクス学会年会
  • 発表場所: 九州大学、福岡
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡法による小さい生体分子複合体の可視化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邉慶太、小川佳織、安永卓生
  • 学会等名: 可視化情報学会全国講演会
  • 発表場所: 国分シビックセンター、霧島
• [学会発表] 電子顕微鏡画像解析のためのGUI環境を有した新規分子可視化ツールの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下理沙、瀧本雄介、中尾亮太、坂本寛、安永卓生
  • 学会等名: 可視化情報学会全国講演会
  • 発表場所: 国分シビックセンター、霧島
• [学会発表] 電子線トモグラフィーの高速化:繰り返し再構成に対するGPGPUの活用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 我妻竜三、小屋迫光太郎、安永卓生
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
• [学会発表] 電子顕微鏡を用いたトモグラフィー画像解析システムの検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鶴崎聖也、安永卓生
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学、仙台
• [学会発表] 数の傾斜面像からの3次元像構築によるタンパク質ポリモルフイズムの検出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田興希、高崎寛子、安永卓生
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学、仙台市
• [学会発表] 擬似原子モデル構築のためのGUIを持った支援ツールの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下理沙、中尾亮太、坂本寛、安永卓生
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学、仙台
• [学会発表] 硬直状態におけるアクチンーミオシン硬直複合体の三次元構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚田祥弘、若林健之、安永卓生
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学、仙台
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡法による車軸藻ミオシンの高速移動分子メカニズムの解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 日高裕明、峰寛、伊藤光二、山本啓一、安永卓生
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学、仙台
• [学会発表] 小さい生体分子複合体のためのクライオ電子顕微鏡法の挑戦 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邉慶太、小川佳織、安永卓生
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学、仙台
• [学会発表] ランダムコニカルティルト法によるタンパク質構造解析の半自動化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉竹純一、岩崎憲治、安永卓生
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学、仙台市
• [学会発表] 単粒子解析法に向けた各種ソフトウェアの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会年会第66回学術講演会(指定講演)
  • 発表場所: 名古屋国際会議場、名古屋市
• [学会発表] Eosプラットフォーム開発と利用環境 (2010)
  • 著者名/発表者名: 我妻竜三、小屋迫光太郎、金名月、高崎寛子、大田興希、白川圭太、塚田祥弘、鶴崎聖也、吉竹純一、大熊康夫、日高裕章、山下理沙、渡邉慶太、安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会年会第66回学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場、名古屋
• [学会発表] Electron tomography using our development software, Eos (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasunaga T., Azuma R., Jin M.
  • 学会等名: China-Japan 3D-EM Forum 2010
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] SIRT electron tomography system : design & development (2010)
  • 著者名/発表者名: 我妻竜三、小屋迫光太郎、安永卓生
  • 学会等名: 2010年日本バイオインフォマティクス学会年会
  • 発表場所: 九州大学(福岡)
• [学会発表] 電子線トモグラフィーにおける反復再構成手法-技術開発のポイント (2010)
  • 著者名/発表者名: 我妻竜三、小屋迫光太郎、安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会生体構造解析分科会、研究討論会(X)、
  • 発表場所: 九州大学(福岡)湯沢ニューオータニホテル、湯沢
• [学会発表] 硬直状態におけるアクチンーミオシン硬直複合体の三次元構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚田祥弘、若林健之、安永卓生
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡法による車軸藻ミオシンの高速移動分子メカニズムの解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 日高裕明、峰寛、伊藤光二、山本啓一、安永卓生
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
• [学会発表] Eosプラットフォーム開発と利用環境 (2010)
  • 著者名/発表者名: 我妻竜三、小屋迫光太郎、金名月、高崎寛子、大田興希、白川圭太、塚田祥弘、鶴崎聖也、吉竹純一、大熊康夫、日高裕章、山下理沙、渡邉慶太、安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会年会第66回学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋)
• [学会発表] 単粒子解析法に向けた各種ソフトウェアの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会年会第66回学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋)(指定講演)
• [学会発表] アクチン-ミオシン硬直複合体の高分解能3次元像の獲得 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚田祥弘, 若林健之, 安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会九州支部会
  • 発表場所: 九州工業大学,北九州市
  • 年月日: 2009-12-06
• [学会発表] Eosプラットフォーム:GPGPUならびに立体視テクノロジー (2009)
  • 著者名/発表者名: 我妻竜三, 金明月, 高崎寛子, 富永彰人,福地弘晃, 大田興希, 白川圭太, 塚田祥弘, 鶴崎聖也, 吉竹純一, 安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会九州支部会
  • 発表場所: 九州工業大学,北九州市
  • 年月日: 2009-12-06
• [学会発表] アクチンーミオシン硬直複合体の高分解能3次元像の獲得 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚出祥弘, 若林健之, 安永卓生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会九州支部会
  • 発表場所: 九州工業大学, 北九州市
  • 年月日: 2009-12-06
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡を用いたモーター分子の構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生
  • 学会等名: 生体運動合同班会議
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-01-11
• [学会発表] 電子顕微鏡-三次元再構成を用いた車軸藻ミオシンの構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 峰寛、伊藤浩二、山本啓一、安永卓生
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡国際センター
• [学会発表] 多種の処理ツールの統合による半自動3次元再構成システムの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 新名人士、谷口香苗、西野有里、岩崎憲治、高木淳一、宮澤淳夫、光岡薫、安永卓生
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡国際センター
• [学会発表] 2+3次元画像を用いた、可視化・可聴化による特徴像の解析補助ツールの開発2 (2009)
  • 著者名/発表者名: 瀧本雄介、安永卓生
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡国際センター
• [学会発表] アクチンの吐露歩ミオシン結合モチーフについて (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上健次、安永卓生、若林健之
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡国際センター
• [学会発表] 電子顕微鏡画像処理システムEos2の構築 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生、岩崎憲治、宮澤淳夫
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡国際センター
• [学会発表] 情報工学が切り拓く新しい世界-生物が創り出すナノ世界探訪 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生
  • 学会等名: 2009九州PCカンファレンス・基調講演
  • 発表場所: 九州工業大学
• [学会発表] Obtainment of high resolution 3D map of actin-myosin rigor complex (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚田祥弘, 若林健之, 安永卓生
  • 学会等名: 第47回生物物理学会年会
  • 発表場所: アクティとくしま・徳島文理大学徳島キャンパス,徳島
• [学会発表] Semiautomated analysis of protein structure by the random conical tilting method (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉竹純一, 岩崎憲治, 安永卓生
  • 学会等名: 第47回生物物理学会年会
  • 発表場所: アクティとくしま・徳島文理大学徳島キャンパス,徳島
• [学会発表] Tests of the tomography system using a transmission electron microscope (2009)
  • 著者名/発表者名: 鶴崎聖也, 安永卓生
  • 学会等名: 第47回生物物理学会年会
  • 発表場所: アクティとくしま・徳島文理大学徳島キャンパス,徳島
• [学会発表] Development of Eos : efficient 3D reconstruction of biomolecules from electron micrographs by enabling GPU computing and use of stereoscopic devices (2009)
  • 著者名/発表者名: Azuma R., Jim M., Takazaki H., Tominaga A., Fukuchi H., Ohta K., Shirakawa K., Tsukada Y., Tsurusaki S., Yoshitake J., Yasunaga T.,
  • 学会等名: 第47回生物物理学会年会
  • 発表場所: アクティとくしま・徳島文理大学徳島キャンパス,徳島
• [学会発表] Protein polymorphism detection using subtomographic maps and structural classification (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohta K., Yasunaga T.
  • 学会等名: 第47回生物物理学会年会
  • 発表場所: アクティとくしま・徳島文理大学徳島キャンパス,徳島
• [学会発表] 単粒子解析とトモグラフィー (2009)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生
  • 学会等名: 第25回分析電子顕微鏡討論会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] 画像処理ソフトウェアEosのツール統合による発展 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生、瀧本雄介、岩崎憲治、宮澤淳夫
  • 学会等名: 第65回日本顕微鏡学会学術集会
  • 発表場所: 仙台国際センター
• [学会発表] 単粒子解析とトモグラフィー (2009)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生
  • 学会等名: 第25回分析電子顕微鏡討論会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉
• [学会発表] 情報工学が切り拓く新しい世界～生物が創り出すナノ世界探訪 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生
  • 学会等名: 2009九州PCカンファレンス・基調講演
  • 発表場所: 九州工業大学、飯塚
• [学会発表] Obtainment of high resolution 3D map of actin-myosin rigor complex (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Tsukada, Takeyuki Wakabayashi, Takuo Yasunaga
  • 学会等名: 第47回生物物理学会年会
  • 発表場所: アクティとくしま・徳島文理大学徳島キャンパス, 徳島
• [学会発表] Semiautomated analysis of protein structure by the random conicaltilting method (2009)
  • 著者名/発表者名: Junichi Yoshitake, Kenji Iwasaki Takuo Yasunaga
  • 学会等名: 第47回生物物理学会年会
  • 発表場所: アクティとくしま・徳島文理大学徳島キャンパス, 徳島
• [学会発表] Tests of the tomography system using a transmission electron microscope (2009)
  • 著者名/発表者名: Seiya Tsurusaki, Takuo Yasunaga
  • 学会等名: 第47回生物物理学会年会
  • 発表場所: アクティとくしま・徳島文理大学徳島キャンパス, 徳島
• [学会発表] Development of Eos : efficient 3D reconstruction of biomolecules from electron micrographs by enabling GPU computing and use of stere oscopic devices (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryuzo Azuma, Mingyue Jim, Hiroko Takazaki, Akito Tominaga, Hiroaki Fukuchi, Koki Ohta, Keita Shirakawa, Yoshihiro Tsukada, Seiya Tsurusaki, Junnichi Yoshitake, Takuo Yasunaga
  • 学会等名: 第47回生物物理学会年会
  • 発表場所: アクティとくしま・徳島文理大学徳島キャンパス, 徳島
• [学会発表] Protein polymorphism detection using subtomographic maps and structural classification (2009)
  • 著者名/発表者名: Kouki Ohta, Takuo Yasunaga
  • 学会等名: 第47回生物物理学会年会
  • 発表場所: アクティとくしま・徳島文理大学徳島キャンパス, 徳島
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡法の現状と将来 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生
  • 学会等名: 顕微鏡学会・九州支部会
  • 発表場所: 久留米大学
  • 年月日: 2008-12-06
• [学会発表] 電子顕微鏡-3次元再構成法を用いた車軸藻ミオシンの反応メカニズムの解明 (2008)
  • 著者名/発表者名: 峰寛、安永卓生
  • 学会等名: 顕微鏡学会・九州支部会
  • 発表場所: 久留米大学
  • 年月日: 2008-12-06
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡法の現状と将来 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生
  • 学会等名: 本顕微鏡学会九州支部総会・学術講演会
  • 発表場所: 久留米市
  • 年月日: 2008-12-06
• [学会発表] 電子顕微鏡でみえるものはなにか (2008)
  • 著者名/発表者名: 安永卓生
  • 学会等名: P&P先端技術講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2008-10-16
• [学会発表] A new protein labeling technique using genetically encoded metallothionein tagfor electron microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishino Y., Yasunaga T., Miyazawa A.
  • 学会等名: 9th Asia-Pacific Microscopy Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Development of Electron Tomography Systems integrated with our Developed Image Analysis Environment, Eos (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasunaga T., Goto T., Imamura M., Matuura A., Murayama R., Niina H., Takimoto Y., Iwasaki K., Miyazawa A.
  • 学会等名: 9th Asia-Pacific Microscopy Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.yasunaga-lab.bio.kyutech.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://www.yasunaga-lab.bio.kyutech.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://www.yasunaga-lab.bio.kyutech.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://www.yasunaga-lab.bio.kyutech.ac.jp/