細胞内pHとセカンドメッセンジャーの協調的な振る舞いの解析

• 研究課題/領域番号: 25840062
• 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: 森本 雄祐 独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 基礎科学特別研究員 (50631777)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 生物物理 / シグナル伝達 / 細胞性粘菌 / 細胞内pH / セカンドメッセンジャー

研究成果の概要

本研究課題では、cAMP、カルシウムイオン、イノシトールリン脂質などのセカンドメッセンジャーを介した細胞内シグナル伝達において、細胞内pH がどのような役割を担っているかを解明することを目的とし、蛍光イメージングを中心とした技術を用いて、１細胞レベルでの細胞内pHとセカンドメッセンジャーの同時計測を行った。研究の過程において、高感度でのpH計測が可能な新規FRET型pH感受性蛍光タンパク質を開発することができた。本プローブ等を用いた実験により、細胞性粘菌の１細胞期や集合期における自発的cAMP振動に対応して、プロトンなど細胞内イオン濃度の周期的変化が計測された。

研究成果

• [雑誌論文] Lactose fermentation product by Lactococcus lactis subsp. lactis, acetate, inhibits the motility of flagellated pathogenic bacteria (2015)
  • 著者名/発表者名: Shuichi Nakamura, Yusuke V. Morimoto, Seishi Kudo
  • 雑誌名: MIcrobiology 巻: 161 号: 4 ページ: 701-707
  • DOI: 10.1099/mic.0.000031
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Assembly dynamics and the roles of FliI ATPase of the bacterial flagellar export apparatus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Bai, F.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 4 号: 1 ページ: 6528-6528
  • DOI: 10.1038/srep06528
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The bacterial flagellar protein export apparatus processively transports flagellar proteins even with extremely infrequent ATP hydrolysis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Minamino, T.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 4 号: 1 ページ: 7579-7579
  • DOI: 10.1038/srep07579
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Load-sensitive coupling of proton translocation and torque generation in the bacterial flagellar motor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Che Y-S, Nakamura S, Morimoto YV, Kami-ike N, Namba K, Minamino T.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 巻: 91 号: 1 ページ: 175-184
  • DOI: 10.1111/mmi.12453
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and function of the bi-directional bacterial flagellar motor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Morimoto VY, Minamino T.
  • 雑誌名: Biomolecules 巻: 4 号: 1 ページ: 217-234
  • DOI: 10.3390/biom4010217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assembly and stoichiometry of FliF and FlhA in Salmonella flagellar basal body. (2014)
  • 著者名/発表者名: Morimoto YV, Ito M, Hiraoka KD, Che Y-S, Bai F, Kami-ike N, Namba K, Minamino T.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 巻: 91 号: 6 ページ: 1214-1226
  • DOI: 10.1111/mmi.12529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Common and distinct structural features of Salmonella injectisome and flagellar basal body (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto, A., Morimoto, Y.V., Miyata, T., Minamino, T., Hughes, K.T., Kato, T. & Namba, K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 3369-3369
  • DOI: 10.1038/srep03369
  • 査読あり
• [雑誌論文] The C-terminal periplasmic domain of MotB is responsible for load-dependent control of the number of stators of the bacterial flagellar motor (2013)
  • 著者名/発表者名: D. J. Castillo1, S. Nakamura, Y. V. Morimoto, Y.-S. Che, N. Kami-ike1, S. Kudo, T. Minamino, K. Namba
  • 雑誌名: BIOPHYSICS 巻: 9 号: 0 ページ: 173-181
  • DOI: 10.2142/biophysics.9.173
  • NAID: 130003383787
  • ISSN: 1349-2942
  • 査読あり
• [学会発表] Effect of cytoplasmic pH change on the cell migration (2015)
  • 著者名/発表者名: 森本雄祐
  • 学会等名: 新学術領域「少数性生物学」第８回領域会議
  • 発表場所: 北海道、ルスツリゾート
  • 年月日: 2015-01-30
• [学会発表] 細胞性粘菌の走化性における細胞内pHの役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森本雄祐、上田昌宏
  • 学会等名: 日本細胞性粘菌学会 第４回例会
  • 発表場所: 仙台、東北大学片平さくらホール
  • 年月日: 2014-10-11
• [学会発表] Effect of cytoplasmic local pH on the cell migration (2014)
  • 著者名/発表者名: 森本雄祐、上田昌宏
  • 学会等名: 第５２回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌、札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] 細胞内局所 pH 変化による細胞運動への影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森本雄祐
  • 学会等名: 新学術領域「動く細胞と場のクロストークによる秩序の生成」第４回若手の会
  • 発表場所: 熊本、火の国ハイツ
  • 年月日: 2014-09-04
• [学会発表] 細胞運動における細胞内局所pH変化の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森本雄祐、上田昌宏
  • 学会等名: 新学術領域「少数性生物学」第７回領域会議
  • 発表場所: 滋賀、びわこクラブ
  • 年月日: 2014-06-21
• [学会発表] バクテリアべん毛モーターの回転に共役したプロトンの流れは固定子と回転子の相互作用により制御される (2014)
  • 著者名/発表者名: 森本雄祐、平岡孝一、上池伸徳、難波啓一、南野徹
  • 学会等名: 第11回 21世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: 盛岡、湯守 ホテル大観
  • 年月日: 2014-06-06
• [学会発表] 細胞内pHをシグナルとした細胞運動
  • 著者名/発表者名: 森本雄祐，上田昌宏
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: 大阪，ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] 細胞性粘菌における細胞内pHと細胞運動の関係
  • 著者名/発表者名: 森本雄祐，上田昌宏
  • 学会等名: 日本細胞性粘菌学会第３回例会
  • 発表場所: 京都, 京都大学理学研究科セミナーハウス
• [学会発表] Changes in intracellular pH mediate the cell migration
  • 著者名/発表者名: 森本雄祐，上田昌宏
  • 学会等名: 第５１回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都，国立京都国際会館
• [学会発表] 細胞性粘菌における細胞内pHと細胞運動の関係
  • 著者名/発表者名: 森本雄祐，上田昌宏
  • 学会等名: 新学術領域研究「動く細胞と場のクロストークによる秩序の生成」第３回若手の会
  • 発表場所: 栃木, ラフォーレ那須
• [学会発表] Evidence of the stator-rotor interaction driving proton flow coupled with torque generation in the bacterial flagellar motor
  • 著者名/発表者名: Morimoto Y.V., Namba K. and Minamino T.
  • 学会等名: Gordon Reserch Conference on Sensory Transduction in Microorganisms 2014
  • 発表場所: Ventura Beach Marriott, CA, USA
• [学会発表] Evidence of stator-rotor interaction activating proton channel for torque generation by the flagellar motor
  • 著者名/発表者名: 森本雄祐
  • 学会等名: 第19回べん毛研究交流会
  • 発表場所: 広島, 広島県民文化センター