電子顕微鏡法によるアクチンフィラメント重合核形成機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22770145
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理学
• 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, 助教 (30360613)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: アクチン / 電子顕微鏡 / 電子線トモグラフィー / 細胞骨格 / 画像解析 / Arp2/3複合体 / フォルミン / 三次元構造 / フィラメント極性 / 単粒子解析 / 重合核形成 / トレッドミリング

研究概要

生物の細胞の動きの多くを司るアクチンフィラメントは、常に細胞内で形成と崩壊を繰り返している。その動態は多くの蛋白質によって厳密な制御を受けている。Arp2/3複合体とフォルミンは、アクチン制御蛋白質であり、いつ、どこでアクチンフィラメントを形成開始するのかを決定する。私たちは、その形成開始機構を明らかにするために、電子顕微鏡と画像解析を用いた細胞内蛋白質構造解析手法をオーストリアのグループとともに開発、Arp2/3複合体が細胞内のどこにあるのか、どのような形をしているのかを明らかにした。また、フォルミンについても、金粒子と電子顕微鏡を用いて、フォルミンがアクチンフィラメント端だけに結合し、側面に結合しないことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] A novel actin-like filament structure from Clostridium tetani (2012)
  • 著者名/発表者名: Popp, D., Narita, A., Lee, LJ., Ghoshdastider, U., Xue, B., Srinivasan, R., Balasubramanian, MK., Tanaka, T., Robinson, RC.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: (accepted)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct determination of actin polarity in the cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Narita, A., Mueller, Jan., Vinzenz, M., Small, JV., Maeda, Y.
  • 雑誌名: Mol. Biol.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actin Branching in the initiation and maintenance of lamellipodia (2012)
  • 著者名/発表者名: Vinzenz M
  • 雑誌名: J.Cell Science 巻: 125(11) ページ: 3775-85
  • DOI: 10.1242/jcs.107623
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct determination of actin polarity in the cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Narita Akihiro
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 巻: 419 号: 5 ページ: 359-68
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2012.03.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Merits of the double-stranded form of the actin filament revealed by structures of the filament ends (2011)
  • 著者名/発表者名: Narita A.
  • 雑誌名: Communicative and Integrative biology 4 巻: 4 ページ: 692-695
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minimum requirements for the actin-like treadmilling motor system (2011)
  • 著者名/発表者名: Narita A
  • 雑誌名: BioArchitecture 巻: 1 ページ: 205-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minimum requirements for the actin-like treadmilling motor system (2011)
  • 著者名/発表者名: Narita A.
  • 雑誌名: BioArchitecture 巻: 1(5) ページ: 205-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Merits of the double-stranded form of the actin filament revealed by structures of the filament ends (2011)
  • 著者名/発表者名: Narita A.
  • 雑誌名: Communicative and Integrative Biology 巻: 4(6) ページ: 692-695
  • 査読あり
• [学会発表] 繊維状タンパク質複合体のための単粒子解析法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: 顕微鏡学会生体構造解析分科会
  • 発表場所: 湯沢ニューオータニホテル
  • 年月日: 2012-12-27
• [学会発表] 分子と細胞をつなぐ線維状蛋白質構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: 第117回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 山梨大学(甲府市)
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 分子と細胞をつなぐ線維状蛋白質構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: 第117回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 山梨大学(甲府市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] Structural analysis of the actin filament in vitro and in vivo International Workshop" from Structure to Dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: Narita A.
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Structural analysis of the actin filament in vitro and in vivo (2012)
  • 著者名/発表者名: Narita A.
  • 学会等名: International Workshop "from Structure to Dynamics" for Our Understanding of Protein-Protein Interactions
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Spatial structure of cytoskeleton associated with nuclear membrane International Workshop "from Structure to Dynamics" (2012)
  • 著者名/発表者名: Minakata S., Koike M., Narita A., Maeda Y., Usukura J.
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Supramolecular structural analysis by STEM electron tomography International Workshop "from Structure to Dynamics" (2012)
  • 著者名/発表者名: Koike M., Minakata S. Narita A., Homma M., Usukura J., Maeda Y.
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] New method for identify the ABP binding sites on the actin filament International Workshop "from Structure to Dynamics" (2012)
  • 著者名/発表者名: Dai S., Narita A., Ito T., Akaoka K., Maeda Y.
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Spatial structure of cytoskeleton associated with nuclear membrane (2012)
  • 著者名/発表者名: MinakataS., Koike M., Njirita A., Maeda Y., Usukura J.
  • 学会等名: International Workshop "from Structure to Dynamics" for Our Understanding of Protein-Protein Interactions
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Supramolecular structural analysis by STEM electron tomography (2012)
  • 著者名/発表者名: Koike M., Minakata S.Narita A., Homma M., Usukura J., Maeda Y.
  • 学会等名: International Workshop "from Structure to Dynamics" for Our Understanding of Protein-Protein Interactions
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Two distinct mechanisms for actin capping protein regulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeda S., Minakata S., Koike R., Kawahata I., Narita A., Kitazawa M., Ota M., Yamakuni T., Maeda Y., Nitanai Y.
  • 学会等名: International Workshop "from Structure to Dynamics" for Our Understanding of Protein-Protein Interactions
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] New method for identify the ABP binding sites on the actiti filament (2012)
  • 著者名/発表者名: Dai S., Natita A., Ito T., Akaoka K., Maeda Y.
  • 学会等名: International Workshop "from Structure to Dynamics" for Our Understanding of Protein-Protein Interactions
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Actin Polymerization correlates with the flattening of actin molecule 56th Annual meeting Biophysical Society (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwasa M., Maeda K., Narita A., Aihara T., Maeda Y., Oda T.
  • 発表場所: San Diego Convention Center(San Diego)
  • 年月日: 2012-02-27
• [学会発表] Actin Polymerization correlates with the flattening of actin molecule (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwasa M., Maeda K., Narita A., Aihara T., Maeda Y., Oda T.
  • 学会等名: 56th Annual meeting Biophysical Society
  • 発表場所: San Diego Convention Center (San Diego)
  • 年月日: 2012-02-27
• [学会発表] 大阪大学蛋白質研究所セミナー (2012)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所
  • 年月日: 2012-02-17
• [学会発表] Structural analysis of the actin filament network in the cell Direction of future in biological electron microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Narita A.
  • 発表場所: 東京大学(文京区)
  • 年月日: 2012-02-17
• [学会発表] Structural analysis of the actin filament network in the cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Narita A.
  • 学会等名: Direction of future in biological electron microscopy
  • 発表場所: 東京大学(文京区)(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-17
• [学会発表] Structural analysis of Na^+driven flagellar motor embedded in the membrane of Vibrio alginolyticus by electron tomography (2012)
  • 著者名/発表者名: Koike M., Narita A., Homma M., Maeda Y.
  • 学会等名: Sensory Transduction in Microorganisms at Grordon Research Conference
  • 発表場所: Ventura Beach Marriott(Ventura)
  • 年月日: 2012-01-18
• [学会発表] Structural analysis of the actin filament in vivo and in vitro Joint Seminar Centre for BioImaging Sciences-Structural biology division of Japan EM (2012)
  • 著者名/発表者名: Narita A.
  • 発表場所: シンガポール国立大学(Singapore)
  • 年月日: 2012-01-12
• [学会発表] Structural analysis of the actin filament in vivo and in vitro (2012)
  • 著者名/発表者名: Narita A.
  • 学会等名: Joint Seminar Centre for BioImaging Sciences-Structural biologydivision of Japan EM
  • 発表場所: シンガポール国立大学(Singapore)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-12
• [学会発表] 分子から細胞までをつなぐ繊維状蛋白質複合体構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: 第2回神経科学と構造生物学の融合
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(岡崎市)
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] 分子から細胞までをつなぐ繊維状蛋白質複合体構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: 第2回神経科学と構造生物学の融合
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(岡崎市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] Two distinct mechanisms for actin capping protein regulation EMBO Lecture Courese The 26th (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeda S., Minakata S., Koike R., Kawahata I., Narita A., Kitazawa M., Ota M., Yamakuni T., Maeda Y., Nitanai Y.
  • 学会等名: European Cytoskeletal Forum Meeting "Actin-Based Motility
  • 発表場所: Hotel Palma(Stresa,-Lake Maggiore)
  • 年月日: 2011-10-30
• [学会発表] Narita A High-Resolution structural determination of the cofilin-decorated actin filament by single-particle analysis of cryo-electron micrographs EMBO Lecture Courese The 26th (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K., Kimura-Sakiyama C., Dai Shuheng., Maeda Y.
  • 学会等名: European Cytoskeletal Forum Meeting "Actin-Based Motility
  • 発表場所: Hotel Palma(Stresa,-Lake Maggiore)
  • 年月日: 2011-10-30
• [学会発表] Two distinct mechanisms for actin capping protein regulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeda S., Minakata S., Koike R., Kawahata I., Narita A., Kitazawa M., Ota M., Yamakuni T., Maeda Y., Nitanai Y.
  • 学会等名: EMBO Lecture Courese The 26th.European Cytoskeletal Forum Meeting "Actin-Based Motility"
  • 発表場所: Hotel Palma (Stresa,-Lake Maggiore)
  • 年月日: 2011-10-30
• [学会発表] High-Resolution structural determination of the cofilin-decorated actin filament by single-particle analysis of cryo-electron micrographs (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K., Kimura-Sakiyama C., Dai Shuheng., Maeda Y., Narita A
  • 学会等名: EMBO Lecture Courese The 26th.European Cytoskeletal Forum Meeting "Actin-Based Motility"
  • 発表場所: Hotel Palma(Stresa,-Lake Maggiore)
  • 年月日: 2011-10-30
• [学会発表] Visualization of Vibrio Na+-driven flagellar motor structure embedded in cell membrane (2011)
  • 著者名/発表者名: Koike M., Narita A., Honma M., Maeda Y.
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(姫路市)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] High-resolution structural determination of the cofilin-decorated actin filament by single-particle analysis of cryo-electron micrographs (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K., Kimura-Sakiyama C., Dai Shuheng., Maeda Y., Narita A.
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(姫路市)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] Visualization of Vibrio Na^+-driven flagellar motor structure embedded in cell membrane by electron microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Koike M., Narita A., Honma M., Maeda Y.
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(姫路市)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] A structural analysis of actin cytoskeleton in the cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Narita A., Muller J., Urban E., Vinzenz M., Small J V., Maeda Y.
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(姫路市)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 細胞骨格のための単粒子解析法"Single particle analysis for cytoskeletal proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク(吹田市)
  • 年月日: 2011-06-07
• [学会発表] 細胞骨格のための単粒子解析法"Single particle analysis for cytoskeletal proteins" (2011)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク(吹田市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-07
• [学会発表] アクチン 原子レベルのメカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所
  • 年月日: 2011-02-17
• [学会発表] Structural analysis of Na+driven flagellar motor embedded in the membrane of Vibrio alginolyticus by electron tomography Sensory Transduction in Microorganisms at Grordon Research Conference (2011)
  • 著者名/発表者名: Koike M., Narita A., Homma M., Maeda Y.
• [学会発表] 繊維状タンパク質複合体のための単粒子解析法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: 生体構造解析分科会
  • 発表場所: 湯沢ニューオータニホテル
  • 年月日: 2010-12-27
• [学会発表] Single particle analysis for actin filaments and other cytoskeletal filaments 2010年顕微鏡学会 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: アジア若手シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] Single particle analysis for actin filaments and other cytoskeletal filaments (2010)
  • 著者名/発表者名: 成田哲博
  • 学会等名: 2010年顕微鏡学会 アジア若手シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2010-05-23
• [備考]
  • URL: http://str.bio.nagoya-u.ac.jp:8080/Plone