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細胞内小胞輸送を駆動するダイニン分子の活写

公募研究

研究領域動的構造生命科学を拓く新発想測定技術-タンパク質が動作する姿を活写する-
研究課題/領域番号 15H01629
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 複合領域
研究機関東京大学

研究代表者

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
12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2016年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2015年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードダイニン / 細胞内輸送 / 微小管 / ダイナクチン / ナノマシン / 高速AFM
研究実績の概要

ダイニン分子の構造変化や動的な構造特性および微小管上での歩行方法を明らかにし、独自の3次元位置検出機構と共焦点ユニットの統合により細胞内の小胞等微粒子の3次元位置検出のための顕微システムの高度化を実現することで、in vivoでダイニン分子が担う物質輸送プロセスを明らかにすることが本申請研究の目的である。
本年度は主に、細胞質ダイニン分子及び細胞質ダイニンと結合して運動の制御を行うダイナクチン複合体の細胞内イメージングのための条件検討を行った。酵母やヒト細胞などの複数種のダイニン分子及びダイナクチンの発現・精製方法を検討し、試料の収量および純度を改善した。また、昨年度に引き続き、セミインタクト・リシール技術により、量子ドットなどの蛍光マーカーの細胞内への導入方法を検討した。細胞内でのダイニン分子の運動のイメージングのため、昨年度から開発を続けた共焦点光学系に3次元位置検出ユニットを統合したイメージングシステムを確立し、蛍光ラベルした小胞の3次元空間での位置定量が数十ナノメートルの精度で可能となった。
開発した運動観察系により、ダイニン及びキネシン分子で駆動される疑似小胞のin vitroでの運動の定量を行い、ダイニン及びキネシン分子が微小管の長軸上のみでなく短軸方向に運動(回転運動)を左右両方向に行うことを見出し、分子の数に依存した回転特性を示すことが分かった。細胞内でのダイニン分子の運動の定量では、蛍光ラベルした小胞を位置定量のマーカーとして試みた。

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

    (11件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Dissection of the angle of single fluorophore attached to the nucleotide in corkscrewing microtubules2017

    • 著者名/発表者名
      Fujimura, S. Ito, Y. Ikeguchi, M. Adachi, K. Yajima, J. Nishizaka, T.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 485 号: 3 ページ: 614-620

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.01.165

    • 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] Structural basis of backwards motion in kinesin-1- kinesin-14 chimera: implication for kinesin-14 motility2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Yamagishi, Hideki Shigematsu, Takeshi Yokoyama, Masahide Kikkawa, Mitsuhiro Sugawa, Mari Aoki, Mikako Shirouzu, Junichiro Yajima & Ryo Nitta
    • 雑誌名

      strcture

      巻: 24 号: 8 ページ: 1322-1334

    • DOI

      10.1016/j.str.2016.05.021

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 収縮環関連タンパク質の自律的な構造形成と収縮2017

    • 著者名/発表者名
      松田恭平、小林琢也、須河光弘、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 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
      2017-01-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] IFT(繊毛内輸送)に関与する基底小体微小管の機能に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      小礒由里加、山口真、須河光弘、小林琢也、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 学会等名
      米国細胞生物学会
    • 発表場所
      サンフランシスコ(アメリカ)
    • 年月日
      2016-12-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CYK-4によるkinesin-6の回転運動揺らぎ2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 洋平 , 佐藤 秋彦 , Davis Tim , 大崎 寿久 , 山口 真 , 竹内 昌治 , 三嶋 将紀 , 矢島 潤一郎
    • 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
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 繊毛内輸送に関与する基底小体微小管の機能に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      小礒由里加、山口真、須河光弘、小林琢也、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 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
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The left-handed spiraling movement of mitotic kinesin-6.2016

    • 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
      Biophysical society 60th annual meeting
    • 発表場所
      ロサンゼルス(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-02-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ダイニン分子の少数集団運動に観られる回転ゆらぎの解析2016

    • 著者名/発表者名
      須河光弘、高木拓明、山口真、柴田桂太郎、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 学会等名
      生体運動合同班会議2016
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都 京都府京都市
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分裂期kinesin-6の並進回転運動機構2015

    • 著者名/発表者名
      丸山洋平、佐藤秋彦、Tim Davies、大崎寿久、山口真、竹内昌治、三嶋将範、 矢島潤一郎
    • 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
      須河光弘、山口真、高木拓明、柴田桂太郎、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 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 東京都目黒区
    • 年月日
      2015-06-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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