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DNA結合タンパク質のATPaseの蛍光1分子イメージング

公募研究

研究領域水を主役としたATPエネルギー変換
研究課題/領域番号 23118711
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
研究機関京都大学

研究代表者

横田 浩章  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 講師 (90415547)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード1分子計測 / ナノバイオ / 核酸 / 酵素反応
研究実績の概要

DNA複製・修復・組み換えは、種の遺伝的連続性を保証する最も重要な機構である。現時点では、さまざまなタンパク質分子が実際にどのように相互作用しつつ、非常に複雑な反応を速やかに、そして絶妙な精度で触媒するのかについてのダイナミクスはわかっていない。ましてや、それらのタンパク質がエネルギー源であるATPをどのように結合・解離し、その加水分解エネルギーを化学力学変換して、DNAと相互作用し機能を発揮しているのかについての詳細はわかっていない。このATPの加水分解エネルギーの化学力学変換機構の理解のためには、直接ATPとタンパク質が相互作用している現場を可視化することが鍵となる。そこで本研究では、1分子蛍光イメージング観察系の改良を通して、DNA結合タンパク質のATPの結合・解離状態を高濃度ATP条件下で1分子可視化できる系を構築し、その化学力学変換機構に迫ることを目的とした。
平成24年度は、DNA基質の設計と作製、1分子蛍光イメージング観察系の改良を行いながら、本領域公募研究にて開発したゼロモード導波路(ナノ開口アレイ)を用い、ATPase1分子イメージングを継続した。そして、ナノ開口に固定したヘリカーゼ1分子のATPaseとそのヘリカーゼによるDNAの巻き戻しを同時に1分子計測できる系を確立した。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Single-molecule imaging of the oligomer formation of the non-hexameric Escherichia coli UvrD helicase2013

    • 著者名/発表者名
      Yokota, H., Chujo, Y., and Harada, Y.
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 104 号: 4 ページ: 924-933

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2013.01.014

    • NAID

      120005245095

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binding of hairpin pyrrole and imidazole polyamides to DNA : relationship between torsion angle and association rate constants2012

    • 著者名/発表者名
      Han YW, Matsumoto T, Yokota H, Kashiwazaki G, Morinaga H, Hashiya K, Bando T, Harada Y, Sugiyama H.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res

      巻: 40 号: 22 ページ: 11510-11517

    • DOI

      10.1093/nar/gks897

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time background-free selective imaging of fluorescent nanodiamond in vivn2012

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Igarashi, Yohsake Yoshinari, Riroaki Yokoia, Takuma Sugi, Fuminori Sugihara, Kazuhiro Ikeda, Hiroshi Sumiya, Shigenori Tsuji, Ikme Mori, Hidehito Tochio, Yoshie Rarada, Masahiro Shirakawa.
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 12 号: 11 ページ: 5726-5732

    • DOI

      10.1021/nl302979d

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Single-molecule imaging of ATPase reactions catalyzed by a DNA helicase2013

    • 著者名/発表者名
      Yokota, H.
    • 学会等名
      Symposium on Hydration and ATP Energy
    • 発表場所
      ホテル岩沼屋(仙台市)
    • 年月日
      2013-03-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質1分子の動態計測―1分子直視と1分子顕微鏡開発―2013

    • 著者名/発表者名
      横田浩章
    • 学会等名
      北海道大学理学研究院化学部門生物有機化学研究室セミナー
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2013-02-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大腸菌非六量体型DNAヘリカーゼUvrDの 多量体形成の1分子イメージング2013

    • 著者名/発表者名
      横田浩章, 原田慶恵
    • 学会等名
      2013年生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-01-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質1分子の動態計測―1分子直視と1分子顕微鏡開発―2012

    • 著者名/発表者名
      横田浩章
    • 学会等名
      名古屋大学理学研究科生命理学専攻セミナー
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2012-12-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大腸菌非六量体型DNA ヘリカーゼUvrD は多量体でDNA を巻き戻す2012

    • 著者名/発表者名
      横田浩章, 原田慶恵
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
    • 年月日
      2012-12-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌非六量体型DNA ヘリカーゼUvrD は多量体でDNA を巻き戻す2012

    • 著者名/発表者名
      横田浩章, 原田慶恵
    • 学会等名
      日本生物物理学会第50回年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2012-09-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] DNA結合タンパク質のATPaseの蛍光1分子イメージング2012

    • 著者名/発表者名
      横田浩章
    • 学会等名
      科学研究費補助金新学術領域研究「水を主役としたATPエネルギー変換」第4回全体会議
    • 発表場所
      仙台秋保温泉岩沼屋
    • 年月日
      2012-03-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DNA結合タンパク質のATPaseの蛍光1分子イメージング2011

    • 著者名/発表者名
      横田浩章
    • 学会等名
      新学術領域研究「水を主役としたATPエネルギー変換」前期研究報告会(2008-2010)
    • 発表場所
      大阪ガーデンパレス
    • 年月日
      2011-08-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Protein Interactions2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yokota
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Intech
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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