1分子計測・操作によるイオンチャネルの開閉機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23770190
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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: 平野 美奈子 独立行政法人理化学研究所, 細胞動態計測研究グループ, 客員研究員 (80585167)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 分子計測 / イオンチャネル / 蛍光色素 / 1分子計測 / イメージング

研究概要

環境依存的な蛍光色素を用いて、カリウムチャネルの開閉に伴う構造変化を、1 分子レベルで蛍光のオン・オフとして明確に捉えることができた。また、イオンチャネルの構造変化と機能変化を1 分子レベルで同時計測して構造機能相関を明らかにするため、以前開発した同時計測装置に新たなチャネル電流測定法を組み込んだ。その結果、チャネルの膜中での拡散の問題が解消され、初めて安定にイオンチャネル1 分子の蛍光像を得ることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Uncovering the Protein Translocon at the Chloroplast Inner Envelope Membrane (2013)
  • 著者名/発表者名: Shingo Kikuchi
  • 雑誌名: SCIENCE 巻: 339 号: 6119 ページ: 571-574
  • DOI: 10.1126/science.1229262
  • 査読あり
• [雑誌論文] 「ちから」でイオンチャネルの機能を制御する (2012)
  • 著者名/発表者名: 井出徹、平野美奈子、奥野大地
  • 雑誌名: 生物物理学会誌 巻: 52(6) ページ: 289-290
  • NAID: 10031126103
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/biophys/52/6/52_289/_pdf
• [雑誌論文] The role of the KcsA channel cytoplasimic domain in pH-dependent gating (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Hirano, Y.Onishi, T.Yanagida, T.Ide
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 101(9) 号: 9 ページ: 2157-2162
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2011.09.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Manipulation of a Single Potassium Channel Gate with an Atomic Force Microscope Probe (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Kitta, T.Ide, M.Hirano, H.Tanaka, T.Yanagida, T.Kawai
  • 雑誌名: Small 巻: 7(16) 号: 16 ページ: 2379-2383
  • DOI: 10.1002/smll.201002337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of the KcsA channel cytoplasmic domain in pH-dependent gating (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hirano, Y. Onishi, T. Yanagida, T. Ide
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 101 ページ: 2157-2162
  • 査読あり
• [学会発表] The KcsA channel cytoplasmic domain effects on the inactivation gating (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Hirano, Y. Onishi, D. Okuno, T. Ide
  • 学会等名: Biophysical Society 57th Annual Meeting
  • 発表場所: フィラデルフィア(アメリカ合衆国)
• [学会発表] The KcsA channel cytoplasmic domain effects on the inactivation gating (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Hirano, Y. Onishi, D. Okuno, T. Ide
  • 学会等名: Biophysical Society 57th Annual Meeting
  • 発表場所: フィラデルフィア（アメリカ合衆国）
• [学会発表] Single molecule imaging of bio-molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ide, M. Hirano, D. Okuno
  • 学会等名: The 14th Takayanagi Kenjiro Memorial Symposium
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2012-11-28
• [学会発表] Reconstitution of ion channel into lipid bilayer using glass needle (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Okuno, M. Hirano, Y. Onishi, T. Yanagida, T. Ide
  • 学会等名: 第50回 日本生物物理学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] Automated drug screening system for ion channel proteins using artificial cell membranes (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Kawano, Y. Tuji, K. Kimiya, T. Osaki, M. Hirano, T. Ide, N. Miki, S.Takeuchi
  • 学会等名: 第50回 日本生物物理学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] The KcsA channel cytoplasmic domain effects on the inactivation gating (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hirano, Y. Onishi, D. Okuno, T. Ide
  • 学会等名: 第50回 日本生物物理学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] The KcsA channel cytoplasmic domain effects on the inactivation gating (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hirano, Y. Onishi, D. Okuno, T. Ide
  • 学会等名: Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions, The 6th International Symposium
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] The KcsA channel cytoplasmic domain effects on the inactivation gating (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hirano, Y. Onishi, D. Okuno, T. Ide
  • 学会等名: 第50回 日本生物物理学会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Mechanism for opening and closing by the KcsA channel (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hirano, Y. Onishi, T. Yanagida, T. Ide
  • 学会等名: 第49回 日本生物物理学会
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] The KcsA channel opening and closing mechanism (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hirano
  • 学会等名: QBiC Retreat 2011: How to achieve "Whole Cell Modeling"
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2011-09-10
• [学会発表] 蛍光色素を利用したイオンチャネルの開閉機構の可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平野美奈子
  • 学会等名: 新学術領域研究「細胞機能と分子活性の多次元蛍光生体イメージング」第1回研究代表者会議
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Mechanism for opening and closing by the KcsA channel (2011)
  • 著者名/発表者名: Minako Hirano
  • 学会等名: QBiC Retreat 2011: How to achieve "Whole Cell Modeling"
  • 発表場所: ユニトピアささやま
• [学会発表] Mechanism for opening and closing by the KcsA channel (2011)
  • 著者名/発表者名: 平野美奈子
  • 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
• [備考]
  • URL: http://www.gpi.ac.jp/research/teacher/professor-06.html