階層を登る１分子生理学－分子内、１分子そして細胞へ－

• 研究課題/領域番号: 23247022
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 樋口 秀男 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90165093)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 48,490千円 (直接経費: 37,300千円、間接経費: 11,190千円); 2013年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2012年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2011年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
• キーワード: ダイニン / 単頭 / 力 / 変位 / エンドサイトーシス / 1分子 / Tatペプチド / 細胞 / モータータンパク質 / ナノメートル

研究成果の概要

組換ヒト双頭ダイニン分子の力測定と単頭ダイニンの破弾力の測定を行った．その結果ダイニン分子は，約6pNの大きな力を発生する能力があり，天然ダイニンの発する力と同程度であった．単頭ダイニンの破弾力は，ADP，AMPPNP，核酸なしでは強結合であったが，ADPVi存在下では弱結合であった．また力を前方向に加えると外れやすかった．ダイニンの前方への歩行に有利であることが明らかとなった．
細胞内にPAR-1膜タンパク質がエンドサイトーシスされる過程を3次元的に高精度（~10nm)に測定を行った結果，細胞膜から細胞内にエンドサイトーシスするだけでなく，細胞内から細胞膜に戻る反応も発見された．

研究成果

• [雑誌論文] A novel approach for purification and selective capture of membrane vesicles of the periodontopathic bacterium, Porphyromonas gingivalis: membrane vesicles bind to magnetic beads coated with epoxy groups in a noncovalent, species-specific manner. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakao R, Kikushima K, Higuchi H, Obana N, Nomura N, Bai D, Ohnishi M, Senpuku H.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 9 号: 5 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0095137
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Single quantum dot tracking reveals that an individual multivalent 2 HIV-1 Tat-protein transduction domain can activate machinery for 3 lateral transport and endocytosis (2013)
  • 著者名/発表者名: 3.Yasuhiro Suzuki*, Chandra Nath Roy, Warunya Promjunyaku, Hiroyasu Hatakeyama, Kohsuke Gonda, Junji Imamura, Biju Vasudevan Pillai, Noriaki Ohuchi, Makoto Kanzaki , Hideo Higuchi, and Mitsuo Kaku
  • 雑誌名: Mol. Cell Biol. 巻: 33 号: 15 ページ: 3039-3049
  • DOI: 10.1128/mcb.01717-12
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A non-invasive imaging for the in vivo tracking of high-speed vesicle transport in mouse neutrophils (2013)
  • 著者名/発表者名: 3.Kenji Kikushima, Sayaka Kita and Hideo Higuchi
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 3 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/srep01913
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stiffness, working stroke and force of single myosins in skeletal muscle: Elucidation of these mechanical properties by non-linear elasticity (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaya. M. and H. Higuchi
  • 雑誌名: Cell and Mol. life Sci 巻: 70 号: 22 ページ: 4275-4292
  • DOI: 10.1007/s00018-013-1353-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 歩行型分子モーター,ダイニン (2013)
  • 著者名/発表者名: 神原丈敏、樋口,秀男
  • 雑誌名: パリティ 巻: 28 ページ: 14-16
• [雑誌論文] 筋肉の巧みな収縮メカニズム (2012)
  • 著者名/発表者名: 茅元司，樋口秀男
  • 雑誌名: 感染・炎症・免疫 巻: 42 ページ: 116-123
• [雑誌論文] ナノバイオ (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋口秀男
  • 雑誌名: 理大科学フォーラム 巻: 8 ページ: 19-24
• [学会発表] Biophysical and Biochemical characterization of human cytoplasmic dynein. (2013)
  • 著者名/発表者名: 神原丈敏、木下慶美、中山貴之、樋口秀男
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会,
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-10-28 – 2013-10-30
• [学会発表] Power Stroke Measurement of Human Cytoplasmic Dynein (2013)
  • 著者名/発表者名: 木下慶美、神原丈敏、池田諭史、樋口秀男
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会,
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-10-28 – 2013-10-30
• [学会発表] Symposium on Biophysics toward In Vivo work (2013)
  • 著者名/発表者名: 7.Hideo Higuchi and Norio Fukuda
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-10-28 – 2013-10-30
  • 招待講演
• [学会発表] The mechanomhemical cycle of human cytoplasmic dynein under external force. (2013)
  • 著者名/発表者名: 神原丈敏、谷芳明、茅元司、島知弘、樋口秀男
  • 学会等名: 14th International Alpbach Workshop on Molecular Motors
  • 発表場所: Albach (Austria)
• [学会発表] 光の運動量変化に基づく細胞内 小胞に働く力の測定」 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三上貴司、樋口秀男
  • 学会等名: 2013 年生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 広島大学(広島県)
• [学会発表] Force generation mechanism of single skeletal myosin molecules in myofilaments. (2012)
  • 著者名/発表者名: 茅元司
  • 学会等名: 第５０回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 招待講演
• [学会発表] 外部 負荷存在下でのヒト細胞質ダイニンのメカノケミカル サイクル (2012)
  • 著者名/発表者名: 神原丈敏、谷芳明、茅元司、島知弘、樋口秀男
  • 学会等名: 第５０回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
• [学会発表] Single molecule biophysics in an in vivo and in vitro (2012)
  • 著者名/発表者名: Higuchi H.
  • 学会等名: Japan-Taiwan joint symposium
  • 発表場所: 京都大学（京都府）
  • 招待講演
• [学会発表] Application of optical tweezers to understand molecular mechanism of muscle contractions. (2012)
  • 著者名/発表者名: Motoshi Kaya
  • 学会等名: International Symposium on Nanomedicine
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県）
  • 招待講演
• [学会発表] Unbinding force measurement of recombinant human cytoplasmic dynein. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kambara
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: New Hampsher USA
  • 招待講演
• [図書] 1分子生物学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 樋口秀男，多田隈尚史
  • 出版者: 化学同人
• [図書] Handbook of Dynein (2012)
  • 著者名/発表者名: 豊島陽子、樋口秀男
  • 総ページ数: 18
  • 出版者: Pan Stanford Publishing Pte.Ltd
• [図書] Handbook of Dynein (2012)
  • 著者名/発表者名: Toyoshima
  • 総ページ数: 20
  • 出版者: Academic press