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細胞質ダイニンの運動のメカニカル制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 25291031
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
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

豊島 陽子  東京大学, 総合文化研究科, 教授 (40158043)

研究分担者 矢島 潤一郎  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (00453499)
研究協力者 小林 琢也  
須河 光弘  
鳥澤 嵩征  
市川 宗厳  
斎藤 慧  
梶田 初葉  
宮下 拓也  
柴田 桂太郎  
内海 唯  
古田 健也  
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2013年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード細胞質ダイニン / 微小管 / モーター活性 / 頭部間距離 / メカニカル制御 / ブラウン運動 / 方向性の運動 / キネシン / ダイナクチン / ダイニン / 自己制御機構 / 拡散運動 / 一方向運動 / スタック構造 / 1分子運動観察 / 電子顕微鏡観察 / ラチェット機構 / キャッチ機構
研究成果の概要

モータータンパク質であるダイニンの力学応答を明らかにするために、ヒトダイニン重鎖の組換え体を用いて、微小管上の1分子の運動のようすと電子顕微鏡による分子形態の観察を行った。ダイニンは運搬する荷物を持たない無負荷の状態では、2つの頭部を重ね合わせたスタック構造をとり、微小管上を一方向に進まずに拡散運動を行い、自己抑制状態に陥ることがわかった。さらに、頚部の長さや堅さを変調して2つの頭部が重なることができないように制約を与えると、無負荷の状態でも一方向に連続的に運動できることが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Axonemal dynein light chain-1 locates at the microtubule-binding domain of the γ heavy chain.2015

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa M, Saito K, Yanagisawa HA, Yagi T, Kamiya R, Yamaguchi S, Yajima J, Kushida Y, Nakano K, Numata O and Toyoshima YY.
    • 雑誌名

      Molicular Biology of the Cell

      巻: 26 号: 23 ページ: 4236-47

    • DOI

      10.1091/mbc.e15-05-0289

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] α- and β-tubulin lattice arrangement of the axonemal microtubule doublet and binding proteins revealed by single particle cryo-electron microscopy and tomography.2015

    • 著者名/発表者名
      Maheshwari, A., Obbineni, J. M., Bui, K. H., Shibata, K., Toyoshima Y. Y. & Ishikawa, T.
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 23 号: 9 ページ: 1584-1595

    • DOI

      10.1016/j.str.2015.06.017

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 細胞質ダイニンの運動制御機構2015

    • 著者名/発表者名
      鳥澤嵩征、古田健也、豊島陽子
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 55 号: 3 ページ: 127-132

    • DOI

      10.2142/biophys.55.127

    • NAID

      130005072019

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Autoinhibition and cooperative activation mechanisms of cytoplasmic dynein2014

    • 著者名/発表者名
      Torisawa, T., Ichikawa, M., Furuta, A., Saito, K., Oiwa, K., Kojima, H., Toyoshima, Y. Y. and Furuta, K.
    • 雑誌名

      Nature Cell Biol

      巻: 16 号: 11 ページ: 1118-1118

    • DOI

      10.1038/ncb3048

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure of the entire stalk region of the dynein motor domain2014

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishikawa, Takuji Oyama, Narutoshi Kamiya, Takahide Kon, Yoko Y. Toyoshima, Haruki Nakamura, Genji Kurisu
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology

      巻: 426 号: 19 ページ: 3232-3245

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2014.06.023

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオイメージングと光ピンセットを用いた微小管系モータータンパク質の協働的活性化に関する働き2014

    • 著者名/発表者名
      古田健也、鳥澤嵩征、豊島陽子
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 86 ページ: 184-191

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of ring-shaped microtubule assemblies through active self-organization on dynein.2014

    • 著者名/発表者名
      Ito, M., Arif Md. Rashedul Kabir, A.,M.,R. Inoue, D., Torisawa, T, Toyoshima, Y.Y., Sada1, K. & Kakugo
    • 雑誌名

      Polymer Jouranl

      巻: 46 ページ: 220-225

    • NAID

      120005515308

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sea lily muscle lacks a troponin-regulatory system but contains paramyosin.2014

    • 著者名/発表者名
      Obinata T, Amemiya S, Takai R, Ichikawa M, Toyosima YY, Sato N
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 31 号: 3 ページ: 122-128

    • DOI

      10.2108/zsj.31.122

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measuring Collective Transport by Defined Numbers of Processive and Nonprocessive Kinesin Motors2013

    • 著者名/発表者名
      古田 健也, 古田 茜, 豊島 陽子, 網野 美紗子, 大岩 和弘, 小嶋 寛明
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A ( 米国科学アカデミー紀要)

      巻: 110(2) 号: 2 ページ: 501-6

    • DOI

      10.1073/pnas.1201390110

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Ring-Shaped Microtubule Assemblies through Active Self-Organization on Dynein2013

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ito, Arif Md Rashedul Kabir, Daisuke Inoue, Takayuki Torisawa, Yoko Toyoshima, Kazuki Sada, Akira Kakugo
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 46 号: 4 ページ: 220-225

    • DOI

      10.1038/pj.2013.89

    • NAID

      120005515308

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Axonemal Dynein Light Chain-1 Locates at the Microtubule Binding Domain of the γ Heavy Chain2015

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa M., Saito K., Yanagisawa H., Yagi, T., Kamiya, R., Yamaguchi S., Yajima, J., Kushida Y., Nakano, K., Numata, O. and Toyoshima, Y. Y.
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分裂期kinesin-6の運動特性に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      Yohei Maruyama, Akihiko Sato, Tim Davis, Toshihisa Osaki, Shin Yamaguchi, Shoji Takeuchi, Masanori Mishima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Off-axis motion of yeast cytoplasmic dynein takes a biased random walk2015

    • 著者名/発表者名
      Sugawa, M., Yamaguchi, S., Takagi, H., Shibata, K., Toyoshima, Y. Y., Yajima, J
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Dynactin is a biphasic regulator to promote and inhibit dynein motility2015

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, K., Miyashita, K., Kajita, H., Saito, K., Murayama, T., Toyoshima, Y. Y.
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 如何にしてキネシンは運動方向を逆にするのか2015

    • 著者名/発表者名
      山岸雅彦、矢島潤一郎
    • 学会等名
      第5回分子モーター討論会
    • 発表場所
      東京大学(東京・目黒区)
    • 年月日
      2015-06-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cytoplasmic dynein takes a route switching randomly between protofilaments with a bias toward the right2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Sugawa, Shin Yamaguchi, Keitaro Shibata, Yoko Y. Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Autoinhibiton and cooperative activation mechanisms of cytoplasmic dynein.2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Torisawa, Ken’ya Furuta, Muneyoshi Ichikawa, Akane Furuta, Kei Saito, Kazuhiro Oiwa, Hiroaki Kojima, Yoko Toyoshim
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A novel role of dynactin for dynein motility revealed by gliding assay2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kobayashi, Hatsuha Kajita, Kei Saito, Yoko Y. Toyoshima
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A novel role of dynactin for dynein motility revealed by single-molecule assay2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Miyashita, Takuya Kobayashi, Hatsuha Kajita, Yoko Y. Toyoshima
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] New Folding Pattern of p150 and “antenna” for dynein binding2014

    • 著者名/発表者名
      Kei Saito, Takashi Murayama, Tomonori Hata, Takuya Kobayashi, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Self-regulation of cytoplasmic dynein through its unconventional force response.2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Torisawa, Ken’ya Furuta, Akane Furuta, Muneyoshi Ichikawa, Kei Saito, Kazuhiro Oiwa, Hiroaki Kojima, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Torque generation of axonemal outer arm dyneins2014

    • 著者名/発表者名
      Shin Yamaguchi, Kei Saito, Miki Sutoh, Takayuki Nishizaka, Yoko Y Toyoshima, Junichiro Yajima,
    • 学会等名
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Autoinhibition and synergistid activation of cytoplasmic dynein2013

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Torisawa, Ken’ya Furuta, Akane Furuta, Muneyoshi Ichikawa, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      日本生物物理学会第51回年会
    • 発表場所
      京都府、京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Regulatory mechanism of mictrotubule –based molecular motors by Bicaudal-D22013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kobayashi, Akira Hanashima, Yoko Toyoshima, Takashi Murayama
    • 学会等名
      日本生物物理学会第51回年会
    • 発表場所
      京都府、京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Molecular architecture of dynactin p1502013

    • 著者名/発表者名
      Kei Saito, Takashi Murayama, Tomonori Hata, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      日本生物物理学会第51回年会
    • 発表場所
      京都府、京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Subunit structure of Tetrahymena outer dynein arm complex2013

    • 著者名/発表者名
      Muneyoshi Ichikawa, Yasuharu Kushida, Kentaro Nakano, Osamu Numata, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      日本生物物理学会第51回年会
    • 発表場所
      京都府、京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The mechanism of determining the directionality of Ncd2013

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Yamagishi, Yoko Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      日本生物物理学会第51回年会
    • 発表場所
      京都府、京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Submolecular structure of cytoplasmic dynein tail and dynactin sidearm.2013

    • 著者名/発表者名
      Kei Saito, Yuta Watahabe, Muneyoshi Ichikawa, Tomonori Hata, Takuya Kobayashi, Takashi Murayama, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      International Workshop Dynein2013
    • 発表場所
      兵庫県、神戸オルビスホール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-regulation of cytoplasmic dynein2013

    • 著者名/発表者名
      Ken’ya Furuta, Takayuyki Torisawa, Akane Furuta, Muneyoshi Ichikawa, Kei Saito, Kazuhiro Oiwa, Hiroaki Kojima, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      International Workshop Dynein2013
    • 発表場所
      兵庫県、神戸オルビスホール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Torque generation by axonemal outer-arm dynein2013

    • 著者名/発表者名
      Shin Yamaguchi, Yoko Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      International Workshop Dynein2013
    • 発表場所
      兵庫県、神戸オルビスホール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-regulation of cytoplasmic dynein2013

    • 著者名/発表者名
      Ken'ya Furuta, Takayuki Torisawa, Akane Furuta, Muneyoshi Ichikawa, Kei Saito, Kauzuhiro Oiwa, Hiroaki Kojima, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      American Society for Cell Biology 2013 Annual Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Submolecular structure of dynactin sidearm: a new folding pattern of p1502013

    • 著者名/発表者名
      Kei Saito, Tomonori Hata, Takuya Kobayashi, Takashi Murayama, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      American Society for Cell Biology 2013 Annual Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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