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1分子運動解析によるレドックス感受性TRPの分子運動基盤

公募研究

研究領域酸素を基軸とする生命の新たな統合的理解
研究課題/領域番号 17H05539
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

三尾 和弘  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, ラボチーム長 (40470041)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードTRPチャネル / 1分子運動解析 / X線回折 / 分子動態解析 / TRP / イオンチャネル / X線1分子追跡 / 電子顕微鏡解析 / タンパク質分子運動
研究実績の概要

細胞のレドックス感受機構の解明を目的に、酸素感受性イオンチャネルであるTRPV1を題材として、その分子運動機構の実測技術の開発を行った。Spring-8白色X線を用いたX線1分子追跡法(DXT: Diffracted X-ray Tracking)では、タンパク質を金ナノ結晶で標識し、回折スポットの運動を3次元(傾斜、回転、時間)リアルタイム分析を行った。ケミカルリガンドであるカプサイシンに対する反応を検討したところ、時間軸におけるライフタイムフィルターを適用することにより、カプサイシン投与によりチャネル開方向に向けての運動バイアスを抽出することができた。一方、アンタゴニスト投与環境下では、逆方向の運動バイアスが検出され、ゲーティング時の分子内部運動を示すことができた。活性制御機構を理解するための基礎データを得ることができた。またカプサイシン非応答性の変異体を用いて運動計測を行ったところ、リガンドを投与しているにもかかわらず、アンタゴニスト投与時と同様の負の運動バイアスが検出された。
また実験室装置での分子運動解析を目的に、ピクセル輝度の自己相関係数から分子揺らぎを導出する、単色X線輝点明滅法(Lab-DXB: 輝点明滅法)を開発した。現在100ms程度のデータ取得まで可能で、細胞表面分子の計測も可能なため、新しいス創薬クリーニング装置としても期待できる。Lab-DXBを用いて、細胞上に発現しているイオンチャネルやGPCRなどの受容体の細胞上運動計測技術の確立にも成功したため、酸化還元培養環境下での分子運動解析を行った。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Expression of Ice-Binding Proteins in Caenorhabditis elegans Improves the Survival Rate upon Cold Shock and during Freezing2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kuramochi, Chiaki takanashi, Akari Yamauchi, Motomichi Doi, Kazuhiro Mio, Sakae tsuda, Yuji C. Sasaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: - 号: 1 ページ: 6246-6246

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42650-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural instability of lamin A tail domain modulates its assembly and higher order function in Emery-Dreifuss muscular dystrophy2019

    • 著者名/発表者名
      Muneyo Mio, Toshihiko Sugiki, Chie Matsuda, Hiroaki Mitsuhashi, Chojiro Kojima, Siu Yuen Chan, Yukiko K. Hayashi, Kazuhiro Mio
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 512 号: 1 ページ: 22-28

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.02.138

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Diffracted X-ray blinking tracks single protein motions2018

    • 著者名/発表者名
      Sekiguchi, H., Kuramochi, M., Ikesaki, K., Okamura, Y., Yoshimura, K., Matsubara, K., Chang, J. W., Ohta, N., Kubo, T., Mio, K., Suzuki, Y., Chavas, L. M., & Sasaki, Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1709-1709

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35468-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Assembly of protein complexes restricts diffusion of Wnt3a proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Takada, R., Mii, Y., Krayukhina, E., Maruyama, Y., Mio, K., Sasaki, Y., Shinkawa, T., Pack, C.-G., Sako, Y., Sato, C., Uchiyama, S., Takada, S.
    • 雑誌名

      Commun. Biol.

      巻: 1 号: 1 ページ: 165-165

    • DOI

      10.1038/s42003-018-0172-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of the multimeric structure of poly(A)-binding protein on a poly(A) tail2018

    • 著者名/発表者名
      Sawazaki Ryoichi、Imai Shunsuke、Yokogawa Mariko、Hosoda Nao、Hoshino Shin-ichi、Mio Muneyo、Mio Kazuhiro、Shimada Ichio、Osawa Masanori
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1455-1455

    • DOI

      10.1038/s41598-018-19659-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lipid environment of membrane proteins in cryo-EM based structural analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Mio Kazuhiro、Sato Chikara
    • 雑誌名

      Biophysical Reviews

      巻: 10 号: 2 ページ: 307-316

    • DOI

      10.1007/s12551-017-0371-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] TRPV1 チャネルの 1 分子内回転動態の決定2019

    • 著者名/発表者名
      藤村 章子,三尾 和弘,倉持 昌弘,関口 博史,三尾 宗代,久保 泰,佐々木 裕次
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生きた細胞上のGPCR1分子動態計測2019

    • 著者名/発表者名
      石原 正輝,藤村 章子,一柳 光平,野澤 俊介,足立 伸一,深谷 亮,倉持 昌弘,三尾 和弘,佐々木 裕次
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 量子プローブを用いたタンパク質内部運動計測と電子顕微鏡構造解析の融合をめざして2019

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘
    • 学会等名
      日本農薬学会第44回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detecting Intramolecular Dynamics of GPCRS using Diffracted X-Ray Blinking Technique2019

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘,石原 正輝,藤村 章子,倉持 昌弘,佐々木 裕次
    • 学会等名
      63th Annual Meeting of Biophysical Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Antagonist-Induced Clockwise Rotation in the TRPV12019

    • 著者名/発表者名
      藤村 章子,三尾 和弘,倉持 昌弘,関口 博史,三尾 宗代,久保 泰,佐々木 裕次
    • 学会等名
      63th Annual Meeting of Biophysical Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rotational motion of Single TRPV1 upon Gating2018

    • 著者名/発表者名
      藤村 章子,三尾 和弘,倉持 昌弘,関口 博史,三尾 宗代,久保 泰,佐々木 裕次
    • 学会等名
      The 49th NIPS International Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X線1分子追跡法によるTRPV1チャネル回転動態の決定2018

    • 著者名/発表者名
      藤村 章子,三尾 和弘,倉持 昌弘,関口 博史,三尾 宗代,久保 泰,佐々木 裕次
    • 学会等名
      第41回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 時分割X線回折ブリンキングによる生体内1分子動態の観察2018

    • 著者名/発表者名
      倉持 昌弘,石原 正輝,藤村 章子,戸井 基道,三尾 和弘,佐々木 裕次
    • 学会等名
      41回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Rotational Brownian Motion of TRPV1 Channel observed by Synchrotron Diffracted X-ray Tracking and Laboratory X-ray blinking analysis2018

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘、倉持 昌弘、松原賢、池﨑 圭吾、関口 博史、三尾宗代、久保 泰、佐々木 裕次
    • 学会等名
      62th Annual Meeting Biophysical Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel In Vivo Observations of Single Protein Motions Using Laboratory X-Ray Source2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木 裕次 、関口 博史、倉持 昌弘、三尾 和弘
    • 学会等名
      62th Annual Meeting Biophysical Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PAMs modulate molecular dynamics of nAChR alpha 7: Direct observation by DXT and electrophysiology2017

    • 著者名/発表者名
      久保 泰、馬場 知之、大橋 澄子、稲垣 英利、池﨑 圭吾、三尾 和弘、関口 博史、佐々木 裕次
    • 学会等名
      19th IUPAB & 11th EBSA congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Asymmetric Rotational Brownian Motion on TRPV1 Cation Channel with X-ray Single Molecule Technique2017

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘、関口 博史、馬場 知之、松下裕福、久保 泰、佐々木 裕次
    • 学会等名
      19th IUPAB & 11th EBSA congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D MOTION MAPS OF TRPV1 CATION CHANNEL DEPICTED BY DIFFRACTED X-RAY TRACKING METHOD2017

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘、池﨑 圭吾、倉持 昌弘、関口 博史、久保 泰、佐々木 裕次
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] X線1分子追跡法 (Diffracted X-ray Tracking)を用いたTRPV1のカプサイシン応答分子運動解析2017

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘、倉持 昌弘、池﨑 圭吾、関口 博史、久保 泰、佐々木 裕次
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ポリA上のPABP多量体による翻訳調節メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      沢崎 綾一、今井 駿輔、横川 真梨子、細田 直、星野 真一、三尾 宗代、三尾 和弘、嶋田 一夫、大澤 匡範
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] New X-ray single molecular observations from super-Poisson distribution using laboratory Xrays2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木 裕次 、池崎圭吾、三尾 和弘、関口 博史
    • 学会等名
      19th IUPUB &11th EBSA congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 産総研・東大 先端オペランド計測技術オープンイノベーションラボラトリ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/operando-oil/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-07-04   更新日: 2019-12-27  

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