擬似細胞チップによる膜タンパク質の動的構造機能計測技術の開発

• 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: 17H05871
• 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: 渡邉 力也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 客員研究員 (30540108)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円); 2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 1分子生物物理 / 膜タンパク質 / トランスポーター / MEMS / bioMEMS

研究実績の概要

本研究では、疑似細胞アレイチップを作成し、細胞膜機能を人工的に再構築するとともに、膜タンパク質の構造や機能の高感度計測基盤の開発を行った。具体的には、細胞膜画分をマイクロチップ上の生体膜と融合させることで、膜タンパク質を機能を保持した状態で再構成することが可能となり、特に膜輸送体に関して様々な機能を定量的に計測する基盤技術を確立することに成功した。また、F型ATP合成酵素などの構造変化の可視化技術の開発にも成功した。

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。

研究成果

• [雑誌論文] High-throughput single-molecule bioassay using micro-reactor arrays with a concentration gradient of target molecules (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Rikiya、Komatsu Toru、Sakamoto Shingo、Urano Yasuteru、Noji Hiroyuki
  • 雑誌名: Lab on a Chip 巻: 18 号: 18 ページ: 2849-2853
  • DOI: 10.1039/c8lc00535d
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Single-molecule analysis of phospholipid scrambling by TMEM16F. (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, R., Sakuragi, T., Noji,H. and Nagata, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 115 号: 12 ページ: 3066-3071
  • DOI: 10.1073/pnas.1717956115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Essential Role of the ε Subunit for Reversible Chemo-Mechanical Coupling in F 1 -ATPase (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Rikiya、Genda Makoto、Kato-Yamada Yasuyuki、Noji Hiroyuki
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 114 号: 1 ページ: 178-187
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2017.11.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Molecule Analysis of Membrane Transporter Activity by Means of a Microsystem (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Rikiya、Soga Naoki、Ohdate Shin-ya、Noji Hiroyuki
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology Bacterial Multidrug Exporters 巻: 1700 ページ: 321-330
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-7454-2_17
  • ISBN: 9781493974528, 9781493974542
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of non-equilibrium angle fluctuation on F1-ATPase kinetics induced by temperature increase (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuji Tamiya, Rikiya Watanabe, Hiroyuki Noji, Chun-Biu Li, Tamiki Komatsuzaki
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 3(20) 号: 3 ページ: 1872-1880
  • DOI: 10.1039/c7cp06256g
  • NAID: 120006549169
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Artificial cell-membrane microsystems for highly sensitive analysis of membrane proteins (2018)
  • 著者名/発表者名: Rikiya Watanabe
  • 学会等名: PITTCON 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 生体膜マイクロチップを利用した膜タンパク質の機能可視化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邉力也
  • 学会等名: 日本細菌学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Single molecule analysis of membrane transport proteins using artificial cell-membrane microsystems (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邉力也
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 生体膜チップを利用した 膜タンパク質の1分子活性計測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邉力也
  • 学会等名: Conbio 2017
  • 招待講演