ダイニン運動制御機構の構造基盤解明

• 研究課題/領域番号: 26291034
• 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: 大阪大学 (2015-2017); 法政大学 (2014)
• 研究代表者: 昆 隆英 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (30332620)
• 連携研究者: 栗栖 源嗣 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90294131) ; 古田 健也 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所, 主任研究員 (40571831)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2015年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 分子モーター / 構造生物学 / ナノマシン / 酵素反応 / モータータンパク質 / 細胞内物質輸送 / タンパク質科学 / 分子機械 / 生物物理 / 蛋白質 / 細胞内輸送

研究成果の概要

ダイニンは，ATP加水分解を利用して微小管上を滑り運動する巨大なモーター蛋白質複合体で，そのモーター活性は細胞内物質輸送，細胞移動，細胞分裂，鞭毛・繊毛運動など広範な細胞運動の駆動に必須である．しかし，これら多様な細胞内機能を発揮するために重要な「ダイニンの運動活性を制御するメカニズム」はいまだに謎に包まれている．研究代表者らは，本研究課題において，ダイニン不活性化複合体の構造解析を行い，この巨大分子モーターの制御機構について，その仕組みの一端を明らかにした．

研究成果

• [国際共同研究] University of London(英国)
• [国際共同研究] Paul Sherrer Institut(スイス)
• [国際共同研究] University of Leeds(英国)
• [国際共同研究] Paul Sherrer Institut(スイス)
• [国際共同研究] University of Leeds(英国)
• [国際共同研究] Emory University(スイス)
• [国際共同研究] Paul Scherrer Institut(米国)
• [雑誌論文] リング型ATP加水分解モーター「ダイニン」の構造と力発生機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 昆 隆英
  • 雑誌名: CSJ Current Review 分子マシンの科学（日本化学会 編） 巻: 26 ページ: 178-182
• [雑誌論文] Chlamydomonas DYX1C1/PF23 is essential for axonemal assembly and propermorphology of inner dynein arms (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, R., Obbineni, J.M., Alford, L.M., Ide, T., Owa, M., Hwang, J., Kon, T., Inaba, K., James, N., King, S.M., Ishikawa, T., Sale, W.S., Dutcher, S.K.
  • 雑誌名: PLoS Genet. 巻: 13 号: 9 ページ: e1006996-e1006996
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1006996
  • NAID: 120007134773
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Elastic properties of dynein motor domain obtained from all-atom molecular dynamics simulations (2016)
  • 著者名/発表者名: Narutoshi Kamiya, Tadaaki Mashimo, Yu Takano, Takahide Kon, Genji Kurisu, Haruki Nakamura
  • 雑誌名: Protein Engineering, Design and Selection 巻: 29 号: 8 ページ: 317-325
  • DOI: 10.1093/protein/gzw022
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 細胞内の巨大な分子モーター「ダイニン」の構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: Oyama, T., Kurisu, G., Kon, T.
  • 雑誌名: 日本放射光学会誌「放射光」 巻: 29 ページ: 1-8
  • NAID: 40020850525
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞質ダイニンのモータードメインの結晶構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: Kurisu, G., Kon, T.
  • 雑誌名: 領域融合レビュー 巻: 5 ページ: e001
  • DOI: 10.7875/leading.author.5.e001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Direct observation shows superposition and large scale flexibility within cytoplasmic dynein motors moving along microtubules. (2015)
  • 著者名/発表者名: Imai, H., Shima, T., Sutoh, K., Walker, M.L., Knight, P.J., Kon, T., Burgess, S.A.
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 6 号: 1
  • DOI: 10.1038/ncomms9179
  • 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] A flipped ion pair at the dynein-microtubule interface is critical for dynein motility and ATPase activation (2015)
  • 著者名/発表者名: Uchimura, S., Fujii, T., Takazaki, H., Ayukawa, R., Nishikawa, Y., Minoura, I., Hachikubo, Y., Kurisu, G., Sutoh, K., Kon, T., Namba, K., Muto, E.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 巻: 208 号: 2 ページ: 211-222
  • DOI: 10.1083/jcb.201407039
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure of the entire stalk region of the dynein motor domain (2014)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞中心方向への輸送エンジン「ダイニン」の構造と運動機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 昆 隆英
  • 雑誌名: 実験医学増刊「構造生命科学で何がわかるのか，何ができるのか」（田中啓二，若槻壮市／編） 巻: 32 ページ: 221-224
• [学会発表] Struture and mechanism of dynein motors (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: 第55回日本生物物理学会年会
• [学会発表] Multiscale Simulations of Cytoplasmic Dynein: From All-atom to Continuum Mechanics (2017)
  • 著者名/発表者名: Shinji Iida, Benjamin Hanson, Narutoshi Kamiya, Genji Kurisu, Takahide Kon, Haruki Nakamura, Sarah Harris
  • 学会等名: 第55回日本生物物理学会年会
• [学会発表] How does cytoplasmic dynein look like while dynein stepping along microtubules (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Imai and Takahide Kon
  • 学会等名: International Workshop Dynein 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Trafficking toward the center of the cell: structure & mechanism of dynein (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 招待講演
• [学会発表] Transport toward the center of the cell: structure & mechanism of cytoplasmic dynein (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: JST CREST-PRESTO joint international symposium～Structural Biological Dynamics: From Molecules to Life with 60 trillion Cells
  • 発表場所: 東京大学 伊藤謝恩ホール（東京都）
  • 年月日: 2015-11-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] “細胞中心方向への輸送エンジン：細胞質ダイニンの構造とその運動機構” (2014)
  • 著者名/発表者名: 昆 隆英
  • 学会等名: 蛋白研セミナー・包括脳ネットワーク研究会「第5回神経科学と構造生物学の融合研究会」
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] “細胞中心方向への輸送エンジン：ダイニンの構造とその作動メカニズム” (2014)
  • 著者名/発表者名: 昆 隆英
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-15
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: https://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/dbs01/re-paper-temp.php?id=89
• [備考] 昆研究室の紹介と昆研HPへのリンク
  • URL: https://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/dbs01/re-paper-temp.php?id=89