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高速AFMを用いた1分子動態観察によるABCトランスポータの動作機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25293049
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 生理学一般
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

相馬 義郎  慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (60268183)

連携研究者 内橋 貴之  金沢大学, 数物科学系, 准教授 (30326300)
西坂 崇之  学習院大学, 理学部, 教授 (40359112)
櫻井 実  東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 教授 (50162342)
佐藤 主税  独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 研究グループ長 (00357146)
研究協力者 山下 隼人  
余 盈君  
黄 自強  
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2014年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2013年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワードABCトランスポ-タ- / ATP加水分解 / NBDドメイン / 膜輸送 / 分子間相互作用 / 抗原-抗体反応 / 原子間力顕微鏡 / 抗原抗体反応 / ABCトランスポーター
研究成果の概要

医学・生理的に重要な役割を果たしているABCトランスポータ・スーパーファミリーに共通したATP 依存性駆動ドメイン(NBD エンジン)の作動メカニズムとその異常についての研究を、CFTRチャネルをモデルとして、高速原子間力顕微鏡(高速AFM)を含む複数の1分子測定法を組み合わせて行なった。
その結果、CFTR分子の細胞内側に存在する、活性調節(R)ドメインを含めたNBDエンジン部分の1分子動態観察に成功した。さらに分子間相互作用の高速AFM観察技術の確立をめざした抗原-抗体反応の直接観察および病因性CFTR変異体の分子生理学・薬理学的研究で成果を挙げることができた。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 図書 (1件) 備考 (7件)

  • [国際共同研究] DCRC, Univ of Missouri - Columbia(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Missouri-Columbia(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Bicarbonate-rich fluid secretion predicted by a computational model of guinea-pig pancreatic duct epithelium.2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi M, Steward MC, Smallbone K, Sohma Y, Yamamoto A, Ko SBH, Kondo T, Ishiguro H
    • 雑誌名

      Journal of Physiology

      巻: 595 号: 6 ページ: 1947-1972

    • DOI

      10.1113/jp273306

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synergistic Potentiation of Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Gating by Two Chemically Distinct Potentiators, Ivacaftor (VX-770) and 5-Nitro-2-(3-Phenylpropylamino) Benzoate.2016

    • 著者名/発表者名
      Lin WY, Sohma Y, Hwang TC
    • 雑誌名

      Molecular Pharmacology

      巻: 90 号: 3 ページ: 275-285

    • DOI

      10.1124/mol.116.104570

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the mechanism of gating defects caused by the R117H mutation in CFTR.2016

    • 著者名/発表者名
      Yu YC, Sohma Y, Hwang TC
    • 雑誌名

      The Journal of Physiology

      巻: 000.0 号: 12 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1113/jp271723

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Water-meditated forces between the nucleotide binding domains generate the power stroke in an ABC transporter2014

    • 著者名/発表者名
      Furukawa-Hagiya T, Yoshida N, Chiba S, Hayashi T, Furuta T, Sohma Y, Sakurai M
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 616 - 617 ページ: 165-170

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2014.10.038

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression and localization of aquaporin-4 in sensory ganglia2014

    • 著者名/発表者名
      J Kato, Y Takai, M K Hayashi, Y Kato, M Tanaka, Y Soma, Y Abe, M Yasui
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 451 号: 4 ページ: 562-567

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.08.026

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glucose-induced electrical activities and insulin secretion in pancreatic islet β-cells are modulated by CFTR2014

    • 著者名/発表者名
      Guo JH, Chen H, Ruan YC, Zhang XL, Zhang XH, Fok KL, Tsang LL, Yu MK, Huang WQ, Sun X, Chung YW, Jiang X, Sohma Y, Chan HC
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 5 号: 1 ページ: 4420-4420

    • DOI

      10.1038/ncomms5420

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Curcumin and Genistein: the combined effects on disease-associated CFTR mutants and their clinical implications.2013

    • 著者名/発表者名
      Sohma Y, Yu YC, Hwang TC
    • 雑誌名

      Current Pharmaceutical Design

      巻: 19 号: 19 ページ: 3521-3528

    • DOI

      10.2174/13816128113199990320

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amiodarone inhibits apamin-sensitive potassium currents2013

    • 著者名/発表者名
      Turker I, Yu CC, Chang PC, Chen Z, Sohma Y, Lin SF, Chen PS, Ai T
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 号: 7 ページ: e70450-e70450

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0070450

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanisms underlying regional differences in the Ca2+ sensitivity of BKCa current in arteriolar smooth muscle.2013

    • 著者名/発表者名
      Yang Y, Sohma Y, Nourian Z, Ella SR, Li M, Stupica A, Korthuis RJ, Davis MJ, Braun AP, Hill M
    • 雑誌名

      Journal of Physiology

      巻: 591 号: 5 ページ: 1277-1293

    • DOI

      10.1113/jphysiol.2012.241562

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 特集 チャネル1分子を動画で見たい。 ABCトランスポーター CFTチャネルのATP駆動性ゲーティング:静止画から動画へ2013

    • 著者名/発表者名
      相馬義郎、山下隼人
    • 雑誌名

      日本薬理学雑誌

      巻: 141 ページ: 230-234

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of a CFTR-mutant frequently found in Japanese cystic fibrosis patients.2017

    • 著者名/発表者名
      Nakao K, Nakakuki M, Ishiguro H, Sohma Y
    • 学会等名
      14th Eeuropean Cystic Fibrosis Society Basic Science Conference
    • 発表場所
      Algarve, Portugal
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 嚢胞性線維症日本人患者から同定された変異型CFTRの特性解析2017

    • 著者名/発表者名
      中尾香菜子、石倉麗音奈、中莖みゆき、石黒 洋、政池知子、相馬義郎
    • 学会等名
      第94回日本生理学会年会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 日本人嚢胞性線維症患者から同定されたCFTR変異体の解析2017

    • 著者名/発表者名
      中尾香菜子、石倉麗音奈、中莖みゆき、安井正人、石黒 洋、政池知子、相馬義郎
    • 学会等名
      第90回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CFTR and AQP: Two channels deeply involved into incurable diseases2016

    • 著者名/発表者名
      相馬義郎
    • 学会等名
      第93回日本生理学会年会シンポジウム
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、札幌
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Bindings of Autoimmune IgG Antibodies against Autoantigen Membrane Proteins directly Observed by High-Speed Atomic Force Microscopy (HS-AFM)2015

    • 著者名/発表者名
      Sohma Y
    • 学会等名
      The Second Kitasato-Yale Fluid Symposium: Molecular Control of Cellular and Epithelial Function
    • 発表場所
      北里大学、白金、東京
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡を用いた 水チャネル AQP4 への 自己抗体の 結合・解離動態の直接観察2015

    • 著者名/発表者名
      相馬義郎、山下隼人
    • 学会等名
      平成27年度生理学研究所研究会「生体ホメオスタシスのgatewayとしての上皮膜輸送マイクロホメオスタシス
    • 発表場所
      生理学研究所、岡崎
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Monitoring ATP-hydrolysis cycle by electro-physiological approach: Patch-clamp recordings of CFTR2015

    • 著者名/発表者名
      相馬義郎
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会シンポジウム
    • 発表場所
      金沢大学、金沢
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡を用いた膜蛋白への抗体結合・解離動態の直接観察2015

    • 著者名/発表者名
      相馬義郎、山下隼人
    • 学会等名
      平成27年度生理学研究所研究会「膜システムの機能的・構造的統合
    • 発表場所
      生理学研究所、岡崎
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Expression, function and phenotype of CFTR mutants found in Japanese CF patients2015

    • 著者名/発表者名
      Sohma Y, Yu Y, Nakakuki M, Ishiguro H
    • 学会等名
      The 92th Annual Meeting of The Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two novel direct observations in membrane transports: transepithelial water diffusion and single channel molecules2015

    • 著者名/発表者名
      Sohma Y
    • 学会等名
      Kitasato-Yale Fluid Symposium 2015
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-03-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two novel approaches to CFTR single molecular dynamics and water transport physiology: high-speed AFM and CARS microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Sohma Y
    • 学会等名
      Seminar, Cystic Fibrosis Center, The University of North Carolina at Chapel Hill
    • 発表場所
      Chapel Hill, NC, USA
    • 年月日
      2015-02-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanism of ATP-dependent gating in CFTR channels2014

    • 著者名/発表者名
      Sohma Y
    • 学会等名
      Australian Physiological Society Meeting 2014
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Let’s “See” ATP-dependent gating of CFTR channels2014

    • 著者名/発表者名
      Sohma Y
    • 学会等名
      The 45th NIPS International Symposium “Cutting-edge approaches towards the functioning mechanisms of membrane proteins”
    • 発表場所
      Okazaki, Japan
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structure and fluctuation of single CFTR molecules observed by high-speed atomic force microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Sohma Y
    • 学会等名
      International symposium“Cystic fibrosis in Asia from basics to clinics”
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Expression and function of CFTR mutants found in Japanese CF patients2014

    • 著者名/発表者名
      Yu Y, Nakakuki M, Ishiguro H, Sohma Y
    • 学会等名
      International symposium“Cystic fibrosis in Asia from basics to clinics”
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Studies on the mechanism of a chloride channel CFTR in comparison with ion pumps2014

    • 著者名/発表者名
      Masaike T, Sohma Y
    • 学会等名
      The 52th Annual Meeting, The Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CARS顕微鏡と高速原子間力顕微鏡: 上皮膜輸送研究に有用な2つの革新的測定技術2014

    • 著者名/発表者名
      相馬義郎、山下隼人、余 盈君、安井正人
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ABC トランスポータCFTR チャネルのATP 駆動ゲーティング機構2013

    • 著者名/発表者名
      相馬義郎
    • 学会等名
      第341 回 情報計算化学生物学会研究講演会
    • 発表場所
      東京大学山上会館大会議室
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速AFMによる膜機能分子のゆらぎの直接観察2013

    • 著者名/発表者名
      相馬義郎、山下隼人
    • 学会等名
      平成25年度 生理研研究会 「膜機能分子の機能・構造ゆらぎの時空間スペクトル解析」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、岡崎市、愛知県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高速AFMによるアクアポリン4チャネルの直接観察2013

    • 著者名/発表者名
      山下隼人、会津心之亮、加藤純悟、阿部陽一郎、安井正人、相馬義郎
    • 学会等名
      第 51 回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学シミュレーションで探るCFTRにおける変異の影響2013

    • 著者名/発表者名
      小寺充彦、萩谷朋佳、古田忠臣、相馬義郎、櫻井 実
    • 学会等名
      第 51 回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Cystic fibrosis and the CFTR anion channel. In: Handbook of Ion Channels2015

    • 著者名/発表者名
      Sohma Y, Hwang TC
    • 総ページ数
      671
    • 出版者
      CRC Press Taylor & Francis Books Inc
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 慶應義塾大学医学部薬理学教室教員紹介

    • URL

      http://www.pharm.med.keio.ac.jp/about/sohma.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 相馬 義郎 - 慶應義塾大学医学部薬理学教室 - Keio University

    • URL

      http://www.pharm.med.keio.ac.jp/about/sohma.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Yoshiro Sohma - DCRC UMC

    • URL

      http://dalton.missouri.edu/investigators/sohmay.php

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 慶應義塾大学医学部薬理学教室

    • URL

      http://www.pharm.med.keio.ac.jp/about/sohma.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Dalton Research Center, Univ of Missouri, USA

    • URL

      http://dalton.missouri.edu/investigators/sohmay.php

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 慶應義塾大学医学部薬理学教室

    • URL

      http://www.pharm.med.keio.ac.jp/about/sohma.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] Dalton Research Center, Univ of Missouri, USA

    • URL

      http://dalton.missouri.edu/investigators/sohmay.php

    • 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: 2022-02-16  

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