ＤＮＡ－蛋白質ハイブリッドナノシステムの分子配置制御を用いた多分子協調反応の解析

• 研究課題/領域番号: 24687018
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 京都大学 (2014); 東京大学 (2012-2013)
• 研究代表者: 多田隈 尚史 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 研究員 (10339707)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 27,300千円 (直接経費: 21,000千円、間接経費: 6,300千円); 2014年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2013年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円); 2012年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: １分子計測・操作 / ナノマシン / 蛋白質 / 核酸 / 1分子計測 / 分子モーター

研究成果の概要

生体システムでは多数の分子が協調して機能している。しかし、従来は、分子の数や種類、空間配置を自在にコントロールする技術が確立していなかったので、その詳細なメカニズムには未解明の部分が多い。本研究では、DNAの2次元構造物(DNA-tile)上に多数の生体分子を固定した"DNA-蛋白質ハイブリッドナノシステム"を構築を目指し、第一歩として、RNAポリメラーゼ(RNAP)と基質遺伝子を固定した転写ナノチップを作成した。その結果、特徴的な性質を見出し、生体分子の集積化というアプローチが、機能解析やデバイス応用に有効である事を示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] Defining fundamental steps in the assembly of Drosophila RNAi enzyme complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Iwasaki, Hiroshi M. Sasaki, Yuriko Sakaguchi, Tsutomu Suzuki, Hisashi Tadakuma, & Yukihide Tomari
  • 雑誌名: Nature 巻: NA 号: 7553 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1038/nature14254
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single-molecule analysis of the target cleavage reaction by Drosophila RNAi enzyme complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Yao C, Sasaki HM, Ueda T, *Tomari Y, *Tadakuma H
  • 雑誌名: Molecular Cell (in press) 巻: - 号: 1 ページ: 125-132
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2015.05.015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Type l IFN inhibits the growth factor deprived apoptosis of cultured human aortic endothelial cells and protects the cells from chemically induced oxidative cytotoxicity (2012)
  • 著者名/発表者名: Sano E, Tashiro S, Tadakuma H. Takei T, Ueda T, Tsumoto K
  • 雑誌名: J Cellular Biochem 巻: 113 号: 12 ページ: 3823-3824
  • DOI: 10.1002/jcb.24259
  • 査読あり
• [学会発表] 生物遺伝子発現システムを集積化したバイオナノチップの構築に向けて (2014)
  • 著者名/発表者名: 増渕岳也、多田隈尚史、遠藤政幸、原田慶恵、杉山弘、上田卓也
  • 学会等名: 計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会 2014 (SSI2014)
  • 発表場所: 岡山大学 創立五十周年記念館
  • 年月日: 2014-11-22
• [学会発表] Defining fundamental steps in the assembly of Drosophila RNAi enzyme complex (2014)
  • 著者名/発表者名: Sasaki HM, Iwasaki S, Sakaguchi Y, Suzuki T, Tadakuma H, Tomari Y
  • 学会等名: Cell Symposia "Regulatory RNAs"
  • 発表場所: Berkeley (米国・CA)
  • 年月日: 2014-10-20
• [学会発表] Rational design of orthogonal gene transcription nano device on DNA origami (2014)
  • 著者名/発表者名: Masubuchi T, Tadakuma H, Endo M, Sugiyama H, Harada Y, Ueda T
  • 学会等名: 第87回日本生化学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-18
• [学会発表] Characterization of ATP-dependent chromatin remodeling complexes using fluorescently labeled nucleosome (2014)
  • 著者名/発表者名: 韓龍雲, 津中康央, 横田浩章, 山田和弘, 大西舞, 山崎冴果, 末武勲, 田嶋正二, 多田隈尚史, 原田 慶恵
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] Cross-linking the dynein-microtubule complex by DNA origami (2014)
  • 著者名/発表者名: 広瀬恵子, 厳康敏, 多田隈尚史
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] Rational design of orthogonal gene transcription nano device on DNA origami (2014)
  • 著者名/発表者名: Masubuchi T, Tadakuma H, Endo M, Sugiyama H, Harada Y, Ueda T
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] DNA origamiを用いた直交性のある転写ナノデバイスの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: Masubuchi T, Tadakuma H, Endo M, Sugiyama H, Harada Y, Ueda T
  • 学会等名: 第8回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] DNA origamiを用いた直交性のある転写ナノデバイスの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: Masubuchi T, Tadakuma H, Endo M, Sugiyama H, Harada Y, Ueda T
  • 学会等名: 第16回日本RNA学会
  • 発表場所: 名古屋市・ウインクあいち
  • 年月日: 2014-07-24
• [学会発表] RISC 切断過程の蛍光1 分子解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 姚春艶、多田隈尚史、佐々木浩、泊幸秀、上田卓也
  • 学会等名: 第16回日本RNA学会
  • 発表場所: 名古屋市・ウインクあいち
  • 年月日: 2014-07-23
• [学会発表] タンパク質翻訳と共役した分子シャペロン動態の１分子蛍光イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 丹羽達也、多田隈尚史、伊藤耕一、上田卓也、田口英樹
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜 / 横浜産貿ホール マリネリア
  • 年月日: 2014-06-26
• [学会発表] DNAナノ構造を用いたナノ転写チップの構築: ナノ反応場における転写活性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 多田隈尚史
  • 学会等名: 第66回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
  • 年月日: 2014-06-12
  • 招待講演
• [学会発表] High-resolution Thermodynamic Analysis of ABC-Transporter MsbA Reconstituted in Nanodiscs. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawai T, Tadakuma H, Caaveiro JMM, Tsumoto K, Ueda T
  • 学会等名: Biophysical meeting
  • 発表場所: Moscone Center (米国・CA)
• [学会発表] Construction and functional analysis of DNA origami base DNA-RNAP hybrid nanomachine (2013)
  • 著者名/発表者名: Masubuchi T, Tadakuma H, Endo M, Sugiyama H, Harada Y, Ueda T
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
• [学会発表] Designing the nano-reaction field: Introduction and application to motor protein research (2013)
  • 著者名/発表者名: Tadakuma H
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
  • 招待講演
• [学会発表] Single-molecule fluorescence imaging of translationally-coupled chaperone action (2013)
  • 著者名/発表者名: Niwa T, Tadakuma H, Ito K, Ueda T, Taguchi H
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
• [学会発表] Construction and functional analysis of DNA origami base DNA-RNAP hybrid nanomachine (2013)
  • 著者名/発表者名: Masubuchi T, Tadakuma H, Endo M, Sugiyama H, Harada Y, Ueda T
  • 学会等名: CBI学会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
• [学会発表] ナノ反応場デザインによるDNA-モーター蛋白質ハイブリッドの自律運動設計に向けて (2013)
  • 著者名/発表者名: 多田隈 尚史
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会6.0
  • 発表場所: 慶応大学・鶴岡キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] DNAナノ構造を用いたDNA-RNAポリメラーゼ・ハイブリッドナノマシンの構築と機能評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: Masubuchi T, Tadakuma E Endo M, Sugiyama H, Harada Y, Ueda T
  • 学会等名: 日本生物物理学界
  • 発表場所: 名古屋大学・東山キャンパス(愛知県)
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] Catalytic activity of MsbA reconstituted in nanodisc particles is modulated by remote interactions with the bilayer (2012)
  • 著者名/発表者名: Kavai T, Caaveiro J, Katagiri T, Tadakuma H, Ueda T, Tsumoto K
  • 学会等名: 日本生物物理学界
  • 発表場所: 名古屋大学・東山キャンパス(愛知県)
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] 多分子キネシン間の協調性は運搬物を効率的に長距離輸送するのに重要である (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyazono Y, Endo M, Ueda T, Sugiyama H, Harada Y, Tadakuma H
  • 学会等名: 日本生物物理学界
  • 発表場所: 名古屋大学・東山キャンパス(愛知県)
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] Single molecule imaging of the trans-translation entry process via anchoring of the tagged ribosome (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhou ZP, Yao C, Shimizu Y, Tadakuma H, Taguchi H, Ito K, Ueda T
  • 学会等名: 日本RNA学界
  • 発表場所: 東北大学百周年記念会館 川内萩ホール(宮城県)
• [学会発表] Construct ion and functional analysis of DNA origami base DNA-RNAP hybrid nanomachine (2012)
  • 著者名/発表者名: Masubuch i T, Tadakuma H, Endo M, Sugiyama H, Harada Y, Ueda T
  • 学会等名: Kanazawa Bio-AFM Workshop
  • 発表場所: Kanazawa, Japan(KKR Hotel Kanazawa)
• [図書] １分子生物学 12-1章 「細胞質と細胞核内でのmRNAの運動」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 多田隈尚史
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 化学 vol. 68(6) (2013)
  • 著者名/発表者名: 多田隈尚史、上田卓也
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 化学同人