昆虫飛翔筋の神経系を介さないメカノセンシング機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23612009
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: メカノバイオロジー
• 研究機関: 公益財団法人高輝度光科学研究センター
• 研究代表者: 岩本 裕之 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (60176568)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: メカノセンシング / 昆虫飛翔筋 / ﾒｶﾉｾﾝｼﾝｸﾞ

研究概要

蚊のような小型の昆虫は、500Hz以上の周波数で羽ばたいて飛ぶ。通常の収縮・弛緩の繰返しでは実現不可能な高周波の羽ばたきを可能にするのは、昆虫飛翔筋の高い自励振動能力であり、これには「伸長による活性化」というメカノセンシング機構が必須である。本研究では、大型放射光実験施設SPring-8の発生する高輝度X線とCMOS型超高速ビデオカメラを使用し、生きた昆虫の羽ばたき中の飛翔筋内の分子の動きを毎秒5000コマで記録することにより、「伸長による活性化」の分子機構に関する重要な手がかりを得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] ハチの羽ばたく仕組みを高輝度シンクロトロン放射光X線で解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之
  • 雑誌名: Isotope News 巻: 718 ページ: 2-8
• [雑誌論文] ハチの高速羽ばたきの分子引き金 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之・八木直人
  • 雑誌名: サイエンス誌に載った日本人研究者 巻: 2014Issue ページ: 64-64
• [雑誌論文] ハチの高速羽ばたきの分子引き金 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之・八木直人
  • 雑誌名: Science:サイエンス誌に載った日本人研究者 巻: 2014 Issue ページ: 64-64
• [雑誌論文] ハチの羽ばたく仕組みを高輝度シンクロトロン放射光X線で解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之
  • 雑誌名: ISOTOPE NEWES 巻: 718 ページ: 2-8
• [雑誌論文] 昆虫の卓越した能力を化学する:昆虫飛翔時の卓越した筋肉の動き (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之
  • 雑誌名: 化学と教育 巻: 61 ページ: 384-387
• [雑誌論文] The molecular trigger for high-speed wing beats in a bee (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, H. and Yagi, N.
  • 雑誌名: Science 巻: 341 号: 6151 ページ: 1243-1246
  • DOI: 10.1126/science.1237266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flight muscle-specific Pro-Ala-rich extension of troponin is important for maintaining the insect- type myofilament lattice integrity (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, H.
  • 雑誌名: J. Struct. Biol. 巻: 183 号: 1 ページ: 33-39
  • DOI: 10.1016/j.jsb.2013.05.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] The long C-terminal extension of insect flight muscle- specific troponin-I isoform is not required for stretch activation (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 431 号: 1 ページ: 47-51
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.12.101
  • 査読あり
• [雑誌論文] 昆虫の卓越した能力を化学する：昆虫飛翔時の卓越した筋肉の動き。 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之
  • 雑誌名: 化学と教育 巻: 61 ページ: 384-387
• [雑誌論文] The long C-terminal extension of insect flight muscle-specific troponin-I isoform is not required for stretch activation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 431 ページ: 47-51
  • 査読あり
• [学会発表] 超高速X線ビデオ撮影で探る昆虫飛翔筋の動作機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之
  • 学会等名: 第31回エアロ・アクアバイオメカニズム学会講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-03-17
• [学会発表] Three- dimensional considerations for X-ray diffraction signals that occur ahead of stretch activation in insect flight muscle (2014)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, H. and Yagi, N.
  • 学会等名: Biophysical Society USA
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
• [学会発表] THREE-DIMENSIONAL CONSIDERATIONS FOR X-RAY DIFFRACTION SIGNALS THAT OCCUR AHEAD OF STRETCH ACTIVATION IN INSECT FLIGHT MUSCLE (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Iwamoto and Naoto Yagi
  • 学会等名: Biophysical Society (USA)
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] 超高速X線ビデオ撮影で探る昆虫飛翔筋の動作機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之
  • 学会等名: エアロ・アクアバイオメカニズム学会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] ハチの羽ばたきをとらえて筋肉の働きを知る (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之
  • 学会等名: SPring-8コンファレンス2014
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫飛翔筋トロポニンI の長い延長部の構造的役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之・八木直人
  • 学会等名: 生体運動合同班会議2014
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] マルハナバチ飛翔筋トロポニンIの長い延長部の構造的役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之、八木直人
  • 学会等名: 日本生物物理学会第51回年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 羽ばたき中のマルハナバチ飛翔筋の超高速X線回折 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之、八木直人
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Coordination of two antagonistic flight muscles during wing-beat of bumblebee visualized by ultrafast X-ray diffraction movies (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, H. and Yagi, N.
  • 学会等名: Biophysical Society USA
  • 発表場所: Philadelphia, PA, USA
• [学会発表] マルハナバチ飛翔筋の超高速X線回折と羽ばたきの同時記録 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之、八木直人
  • 学会等名: 2013年生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 東広島
• [学会発表] マルハナバチ飛翔筋トロポニンIの長い延長部の構造的役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Iwamoto and Naoto Yagi
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 羽ばたき中のマルハナバチ飛翔筋の超高速X線回折 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之・八木直人
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Coordination of Two Antagonistic Flight Muscles during Wing-Beat of Bumblebee Visualized by Ultrafast X-ray Diffraction Movies (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, H. and Yagi, N.
  • 学会等名: Biophysical Society 57th Annual Meeting
  • 発表場所: Philadelphia, USA
• [学会発表] マルハナバチ飛翔筋の超高速X線回折と羽ばたきの同時記録 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之、八木直人
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 広島県東広島市・広島大学
• [学会発表] Role of Pro- Ala-rich extension of troponin in insect flight muscle as examined by X- Ray diffraction (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, H. and Yagi, N.
  • 学会等名: Biophysical Society USA
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
• [学会発表] 昆虫飛翔筋トロポニンIに特有な長い延長部の本当の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之、八木直人
  • 学会等名: 2012年生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] 昆虫飛翔筋の伸張時に最初に起こる構造変化は各昆虫種に共通する (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之、八木直人
  • 学会等名: 日本動物学会 大会
  • 発表場所: 大阪府豊中市・大阪大学
• [学会発表] Simultaneous Ultrafast X-ray Recordings of Actions of Two Antagonistic Flight Muscles during Wingbeat of Live Bumblebee (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, H. and Yagi, N.
  • 学会等名: 日本生物物理学会 年会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市・名古屋大学
• [学会発表] Role of Pro-Ala-rich extension of troponin in insect flight muscle as examined by X-Ray diffraction. (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, H. and Yagi, N.
  • 学会等名: Biophysical Society USA
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
• [学会発表] 昆虫飛翔筋トロポニンI に特有な長い延長部の本当の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之、八木直人
  • 学会等名: 2012年生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] 昆虫飛翔筋の伸長受容蛋白 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之、八木直人
  • 学会等名: 日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川
• [学会発表] 昆虫飛翔筋ストレッチセンサーの同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之、八木直人
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] 昆虫飛翔筋ストレッチセンサーの同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之、八木直人
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] 昆虫飛翔筋の伸長受容蛋白 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩本裕之、八木直人
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 旭川
• [備考] プレス発表:「超高速X線ムービー撮影により昆虫の羽ばたき機構を解明」2013年8月(プレスリリース)
  • URL: http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2013/130826/
• [備考] 一般向け講演会:「ハチの羽ばたきをとらえて筋肉の働きを知る」SPring-8コンファレンス2014 2014年3月7日 大阪
• [備考] ホームページ 「昆虫の飛翔に迫る〜高速の羽ばたきを生み出す分子機構」(研究成果をやさしく解説)
  • URL: http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/research_highlights/no_74/
• [備考] パンフレット:「昆虫の飛翔に迫る〜高速の羽ばたきを生み出す分子機構〜」SPring-8 NEWS 74号(2014年5月号)
  • URL: http://www.spring8.or.jp/pdf/ja/SP8_news/no74_14/no74.pdf
• [備考] 超高速X線ムービー撮影により昆虫の羽ばたき機構を解明（プレスリリース）
  • URL: http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2013/130826/