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バクテリアべん毛モーターの超分子構築過程の解析

公募研究

研究領域運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
研究課題/領域番号 15H01332
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関法政大学

研究代表者

曽和 義幸  法政大学, 生命科学部, 准教授 (10519440)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
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: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード細菌べん毛モーター / 生物物理
研究実績の概要

細菌べん毛モーターは,細胞膜を通過する共役イオンの流れから得られる自由エネルギーを回転運動へと変換する運動マシナリーである.モーターは,リング状にタンパク質が重合した回転子とその周囲に配置した最大約10個の固定子ユニット(Mot複合体)から構成される.Mot複合体の個数は,モーターにかかる負荷条件や共役イオン駆動力によって柔軟に制御されていることが最近明らかになってきた.本研究では,主に大腸菌べん毛モーターの回転子と固定子を研究対象として,細胞内で機能する超分子複合体の分子ダイナミクスを1分子レベルで可視化し,その構築過程・制御機構の解明を目指した.
本年度は以下の3点について研究結果を得た.
・回転子と固定子を別の蛍光色素でラベルして同時観察することができた.また,モーターへの入力エネルギーをゼロにする条件にすると固定子がモーターから外れることを確認できた.その後,入力エネルギーを回復させると,モーターの組み込み数が元の値よりも多くなるという新しい現象をプレリミナリーではあるが見出した.モーターの再配置によって,固定子組み込み位置が最適化された可能性があり,今後も研究を継続したい.
・光ピンセットによって,モーター固定子の組み込み数の定量を試みた.
・昨年度に引き続き進めている2種類のイオンで動くモーターについて,入力エネルギーの蛍光観察と原子吸光計測による定量および単位固定子ユニットの出力解析により,モーター入出力特性の定量に成功した.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 謝辞記載あり 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Measurements of the Rotation of the Flagellar Motor by Bead Assay2017

    • 著者名/発表者名
      Kasai T & Sowa Y
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol.

      巻: 1593 ページ: 185-192

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6927-2_14

    • ISBN
      9781493969265, 9781493969272
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Substrate-dependent dynamics of the multidrug efflux transporter AcrB of Escherichia coli2016

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, K., Tamai, R., Yamazaki, M., Inaba, T., Sowa, Y. & Kawagishi, I
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 6 号: 1 ページ: 21909-21909

    • DOI

      10.1038/srep21909

    • 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] Bacterial Flagellar Motor Switch in Response to CheY-P Regulation and Motor Structural Alterations2016

    • 著者名/発表者名
      Ma Q, Sowa Y, Baker MA, Bai F
    • 雑誌名

      Biophys J

      巻: 110 号: 6 ページ: 1411-1420

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2016.02.023

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Stall Torque of the Bacterial Flagellar Motor Measured by Optical Tweezers2017

    • 著者名/発表者名
      Kasai T, Sowa Y
    • 学会等名
      OIST Workshop-Bacterial Flagella, Injectisomes & Type III Secretion Systems
    • 発表場所
      OIST(沖縄県国頭郡)
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-Pressure Inhibition of the Interaction between the Bacterial Flagellar Motor and the Response Regulator CheY2017

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M, Sawada T, Che Y-S, Sowa Y, Harada Y, Kawagishi I
    • 学会等名
      OIST Workshop-Bacterial Flagella, Injectisomes & Type III Secretion Systems
    • 発表場所
      OIST(沖縄県国頭郡)
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Input-output Relationship of the Bacterial Flagellar Motor2017

    • 著者名/発表者名
      Arai K, Kasai T, Takahashi Y, Ito M, Sowa Y
    • 学会等名
      OIST Workshop-Bacterial Flagella, Injectisomes & Type III Secretion Systems
    • 発表場所
      OIST(沖縄県国頭郡)
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] べん毛モータ回転の強制停止時における発生トルク2017

    • 著者名/発表者名
      笠井大司,曽和義幸
    • 学会等名
      2017年生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Single-molecule studies of the chemo-mechanical coupling in the bacterial flagellar motor2017

    • 著者名/発表者名
      Sowa Y
    • 学会等名
      OIST Workshop-Bacterial Flagella, Injectisomes & Type III Secretion Systems
    • 発表場所
      OIST (沖縄県国頭郡)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細菌がもつナノマシンの化学-力学共役2017

    • 著者名/発表者名
      曽和義幸
    • 学会等名
      2016年度 遺伝研研究会「単細胞システム細胞装置ダイナミズム」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光ピンセットを用いたバクテリアべん毛モーターの最大トルクの計測2016

    • 著者名/発表者名
      Kasai T, Sowa Y
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 2種イオン駆動型べん毛モーターの入力と出力の関係2016

    • 著者名/発表者名
      Arai K, Kasai T, Takahashi Y, Ito M, Sowa Y
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 細菌べん毛モーターの顕微解析2015

    • 著者名/発表者名
      曽和義幸
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会-微生物の超微形態解析研究部会主催 2015年研究会
    • 発表場所
      帝京平成大学池袋キャンパス(東京都・豊島区)
    • 年月日
      2015-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of bacterial flagellar rotation driven by dual ion2015

    • 著者名/発表者名
      Arai K, Takahashi Y, Ito M & Sowa 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] Dynamics of the nano-rotary motor of bacterial flagella2015

    • 著者名/発表者名
      曽和義幸
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 2種類のイオンで駆動するべん毛モーターのエネルギー変換機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      荒居謙太,高橋優嘉,伊藤政博,曽和義幸
    • 学会等名
      第12 回21 世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      琵琶湖グランドホテル・京近江(滋賀県・大津市)
    • 年月日
      2015-06-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 細菌べん毛モーターの1分子機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      曽和義幸
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-05-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 微生物分析装置及び微生物分析方法2015

    • 発明者名
      田中裕人,小嶋寛明,富成征弘,田中秀吉,川岸郁朗,曽和義幸
    • 権利者名
      田中裕人,小嶋寛明,富成征弘,田中秀吉,川岸郁朗,曽和義幸
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-096824
    • 出願年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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