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数理解析を目指した超解像顕微鏡によるシグナル伝達タンパク質の実濃度測定

公募研究

研究領域数理解析に基づく生体シグナル伝達システムの統合的理解
研究課題/領域番号 17H06006
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
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

末次 志郎  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70345031)

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 *注記
11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2018年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード細胞生物学 / 生物物理学 / シグナル伝達
研究実績の概要

1. 蛍光改変タンパク質の評価
mEOS4bは、固定耐性を持つ優れた蛍光タンパク質であるが、他に固定耐性を持つ蛍光タンパク質は知られていない。mEOS4bは緑から赤に光変換されることで、超解像解析を実現している。そこで、多色観察を目的として、緑を消光したのちに緑で点滅する蛍光タンパク質をmEOS4bの改変により作成した。30年度は、mEOS4bの改変タンパク質の評価を行い、点滅能を評価し実際の超解像観察を行った。具体的には、mEOS4b改変タンパク質とのクラスリン軽鎖や中間系繊維との融合タンパク質を細胞に発現させ、mEOS4bのように緑から赤への光変換ではなく、緑の明滅により、mEOS4bと同様に使用可能かどうかを検証した。その結果、緑の明滅はmEOS4bと同程度の分解能を持つことを見出した。
2. 蛍光タンパク質の結晶中の濃度測定
本研究では 、mEOS4bなどの蛍光タンパク質のPALM法超解像観察のコントロールとして、mEOS4bなどとBARタンパク質の融合タンパク質、あるいはmEOS4b単体の結晶を作出する。タンパク質結晶は通常の構造解析と同じく、様々な結晶化条件をスクリーニングして得る。前年度までに、結晶化条件の改善を試みていたので、30年度はさらに結晶の効率的な作成を試みたところ、微結晶を多数見いだすことができた。また結晶の超解像解析を行い、観察されたシグナルと、理論濃度を比較し、観察率を見積もった。
3. BARドメインタンパク質の濃度測定
前年度に確立したデータを解析することで、試験管内の再構成膜に結合したBARタンパク質および結晶中のタンパク質の整列状況から推定したモデルを比較し、モデルフィッティングにより、BARタンパク質の整列度合いを見積もった。その結果、結晶中の整列状況のみが観察データと適合することがわかった。この結果、BARタンパク質の濃度は、モデルから予想される通りの高濃度で細胞内においても存在していることがわかった。

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

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] MRC(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Helsinki(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] PtdIns3P phosphatases MTMR3 and MTMR4 negatively regulate innate immune responses to DNA through modulating STING trafficking2019

    • 著者名/発表者名
      Putri DDP, Kawasaki T, Murase M, Sueyoshi T, Deguchi T, Ori D, Suetsugu S, Kawai T.
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: - 号: 21 ページ: 8412-8423

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.005731

    • 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] 特集 生体膜のバイオロジー Ⅱ.構造 BARドメインタンパク質と細胞骨格による細胞膜の構造構築2018

    • 著者名/発表者名
      西村 珠子, 末次 志郎
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 69 号: 3 ページ: 203-207

    • DOI

      10.11477/mf.2425200794

    • ISSN
      0370-9531, 1883-5503
    • 年月日
      2018-06-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] リポクオリティの違いを生み出し識別する機構 6.生体膜のリポクオリティとタンパク質ドメインによる認識2018

    • 著者名/発表者名
      北又学、木田和輝、末次 志郎
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 36 ページ: 1659-1666

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Membrane re-modelling by BAR domain superfamily proteins via molecular and non-molecular factors.2018

    • 著者名/発表者名
      Tamako Nishimura, Nobuhiro Morone and Shiro Suetsugu
    • 雑誌名

      Biochemical Society Transactions

      巻: 46 号: 2 ページ: 379-389

    • DOI

      10.1042/bst20170322

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of caveolin-1 densities in the cell membrane for quantification of caveolar deformation after exposure to hypotonic membrane tension.2017

    • 著者名/発表者名
      Tachikawa M, Morone N, Senju Y, Sugiura T, Hanawa-Suetsugu K, Mochizuki A, Suetsugu S.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-017-08259-5

    • NAID

      120006818692

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Salt Bridge Formation between the I-BAR Domain and Lipids Increases Lipid Density and Membrane Curvature.2017

    • 著者名/発表者名
      Takemura K, Hanawa-Suetsugu K, Suetsugu S, Kitao A.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 28 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06334-5

    • 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] PACSIN2 accelerates nephrin trafficking and is up-regulated in diabetic kidney disease.2017

    • 著者名/発表者名
      Dumont V、 Tolvanen TA、 Kuusela S、 Wang H、 Nyman TA、 Lindfors S、 Tienari J、 Nisen H、 Suetsugu S、 Plomann M、 Kawachi H、 Lehtonen S
    • 雑誌名

      FASEB J.

      巻: 31 号: 9 ページ: 3978-3990

    • DOI

      10.1096/fj.201601265r

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] F-BARタンパク質GAS7の細胞内高次構造形成,2018

    • 著者名/発表者名
      Maisrah Ab Fatah、塙 京子、末次 志郎
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞膜の陥入構造と突起構造の共通性について2018

    • 著者名/発表者名
      末次 志郎
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Measurement of caveolin-1 densities in the cell membrane for quantification of caveolar deformation after exposure to hypotonic membrane tension.2018

    • 著者名/発表者名
      Masashi Tachikawa、 Shiro Suetsugu
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会 第51回日本発生生物学会合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The assembly of GAS7 in cells and in vitro2018

    • 著者名/発表者名
      M.Ab Fatah、Hanawa Kyoko、Shiro Suetsugu
    • 学会等名
      ASCB | EMBO Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] I-BARドメインタンパク質IRTKSの細胞間接着における役割2018

    • 著者名/発表者名
      西村 珠子、末次 志郎
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Membrane vesiculation by ANKHD1 protein regulates enlargement of the early endosome.2018

    • 著者名/発表者名
      Manabu Kitamata、Hanawa Kyoko、Kohei Maruyama、Shiro Suetsugu
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会 第51回日本発生生物学会合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 固定耐性を持つ点滅蛍光タンパク質の開発の試み2018

    • 著者名/発表者名
      大菅 光雄、西村 珠子、末次 志郎
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] BARドメインタンパク質の超解像解析2017

    • 著者名/発表者名
      末次 志郎
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The spatial distribution of the BAR domain proteins on the membrane2017

    • 著者名/発表者名
      末次 志郎
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BARドメインとリポクオリティによる細胞膜の形態制御2017

    • 著者名/発表者名
      末次 志郎
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Measurement of caveolin-1 densities in the cell membrane for quantification of caveolar deformation after exposure to hypotonic membrane tension.2017

    • 著者名/発表者名
      Shiro Suetsugu、Nobuhiro Morone、Masashi Tachikawa
    • 学会等名
      ASCB | EMBO Meeting Minisymposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-28  

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