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繊毛形成に関わるIFT粒子の構造と機能の解析

公募研究

研究領域シリア・中心体系による生体情報フローの制御
研究課題/領域番号 25113504
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
研究機関東京大学

研究代表者

豊島 陽子  東京大学, 総合文化研究科, 教授 (40158043)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードテトラヒメナ繊毛 / 外腕ダイニン / ダイニン軽鎖1 / テトラヒメナ / 繊毛タンパク質 / 遺伝子導入 / ダイニン重鎖
研究実績の概要

軸糸ダイニンの発現系を繊毛虫テトラヒメナにおいて確立し、軸糸ダイニン複合体内での軽鎖LC1の局在と機能についての研究を行った。軸糸に存在する外腕ダイニンは、3種類の重鎖、2種類の中間鎖、多数の軽鎖から構成される分子量200万に及ぶ巨大タンパク質複合体である。各重鎖はそれぞれ頭部ドメインと尾部ドメインをもち、3つの頭部が尾部で束ねられた三頭構造をとる。中間鎖と軽鎖の多くは尾部に局在することが知られており、軽鎖LC1は頭部ドメインに局在することが示唆されていたが、頭部のどこに局在するのか明らかでなかった。本研究において、外腕ダイニン複合体内での軽鎖LC1の位置を決めるために、軽鎖LC1にHisタグを融合させたタンパク質を、相同組み換えによりテトラヒメナに発現させ、繊毛に局在することを確認した後、組み換体タンパク質を精製し、さらにHisタグをそのリガンドであるNi-NTAを結合させた金ナノ粒子で標識し、電子顕微鏡観察を行った。その結果、LC1は外腕ダイニン複合体中の特定の外腕頭部のストークの先端の微小管結合領域に結合することを明らかにした。さらに、その結合性をストークのキメラタンパク質を用いて調べ、LC1は微小管結合領域のみで十分に結合すること、LC1が結合すると微小管に対する親和性が低下すること、などを明らかにした。軽鎖LC1は真核細胞の繊毛・鞭毛に普遍的に存在し、この変異体はヒトの繊毛病や繊毛形成異常を引き起こすことなどが知られていたが、原因は明らかでなかった。C1が外腕ダイニンの微小管との相互作用を直接コントロールすることを強く示唆するものであり、繊毛運動の機構解明に対して新たな知見を加えた。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Torque Generation by Axonemal Outer-Arm Dynein2014

    • 著者名/発表者名
      Shin Yamaguchi, Kei Saito, Miki Sutoh, Takayuki Nishizaka, Yoko Y Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 108 号: 4 ページ: 872-879

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2014.12.038

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Autoinhibition and cooperative activation mechanisms of cytoplasmic dynein2014

    • 著者名/発表者名
      Torisawa, T., Ichikawa, M., Furuta, A., Saito, K., Oiwa, K., Kojima, H., Toyoshima, Y. Y. and Furuta, K.
    • 雑誌名

      Nature Cell Biol

      巻: 16 号: 11 ページ: 1118-1118

    • DOI

      10.1038/ncb3048

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure of the entire stalk region of the dynein motor domain2014

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nishikawa, Takuji Oyama, Narutoshi Kamiya, Takahide Kon, Yoko Y. Toyoshima, Haruki Nakamura, Genji Kurisu
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology

      巻: 426 号: 19 ページ: 3232-3245

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2014.06.023

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sea lily muscle lacks a troponin-regulatory system but contains paramyosin.2014

    • 著者名/発表者名
      Obinata T, Amemiya S, Takai R, Ichikawa M, Toyosima YY, Sato N
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 31 号: 3 ページ: 122-128

    • DOI

      10.2108/zsj.31.122

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measuring Collective Transport by Defined Numbers of Processive and Nonprocessive Kinesin Motors2013

    • 著者名/発表者名
      古田 健也, 古田 茜, 豊島 陽子, 網野 美紗子, 大岩 和弘, 小嶋 寛明
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A ( 米国科学アカデミー紀要)

      巻: 110(2) 号: 2 ページ: 501-6

    • DOI

      10.1073/pnas.1201390110

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Ring-Shaped Microtubule Assemblies through Active Self-Organization on Dynein2013

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ito, Arif Md Rashedul Kabir, Daisuke Inoue, Takayuki Torisawa, Yoko Toyoshima, Kazuki Sada, Akira Kakugo
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 46 号: 4 ページ: 220-225

    • DOI

      10.1038/pj.2013.89

    • NAID

      120005515308

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Dynein light chain 1 locates at the stalk of the outer arm dynein2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ichikawa, K. Saito, H. Yanagisawa, T. Yagi, R. Kamiya, Y. Kushida, K. Nakano, O. Numata, Y.Y. Toyoshima
    • 学会等名
      The 2014 ASCB/IFCB Meeting
    • 発表場所
      Philadelphia, USA
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] LC1 binds to the stalk of the outer arm dynein2014

    • 著者名/発表者名
      Muneyoshi Ichikawa, kei Saito, Haru-aki Yanagisawa, Toshiki Yagi, Ritsu Kamiya, Yasuhar Kushida, Kentaro Nakano, Osamu Numata, Yoko Y. Toyoshima
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Torque generation by axonemal outer-arm dynein2014

    • 著者名/発表者名
      Shin Yamaguchi, Kei saito, Miki Sutoh, Takayuki Nishizaka, Yoko Y Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] New Folding Pattern of p150 and “antenna” for dynein binding2014

    • 著者名/発表者名
      Kei Saito, Takashi Murayama, Tomonori Hata, Takuya Kobayashi, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Self-regulation of cytoplasmic dynein through its unconventional force response.2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Torisawa, Ken’ya Furuta, Akane Furuta, Muneyoshi Ichikawa, Kei Saito, Kazuhiro Oiwa, Hiroaki Kojima, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The mechanism of determining the directionality of Ncd2014

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Yamagishi, Yoko Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Torque generation of axonemal outer arm dyneins2014

    • 著者名/発表者名
      Shin Yamaguchi, Kei Saito, Miki Sutoh, Takayuki Nishizaka, Yoko Y Toyoshima, Junichiro Yajima,
    • 学会等名
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Autoinhibition and synergistid activation of cytoplasmic dynein2013

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Torisawa, Ken’ya Furuta, Akane Furuta, Muneyoshi Ichikawa, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      日本生物物理学会第51回年会
    • 発表場所
      京都府、京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Regulatory mechanism of mictrotubule-based molecular motors by Bicaudal-D22013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kobayashi, Akira Hanashima, Yoko Toyoshima, Takashi Murayama
    • 学会等名
      日本生物物理学会第51回年会
    • 発表場所
      京都府、京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Molecular architecture of dynactin p1502013

    • 著者名/発表者名
      Kei Saito, Takashi Murayama, Tomonori Hata, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      日本生物物理学会第51回年会
    • 発表場所
      京都府、京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Subunit structure of Tetrahymena outer dynein arm complex2013

    • 著者名/発表者名
      Muneyoshi Ichikawa, Yasuharu Kushida, Kentaro Nakano, Osamu Numata, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      日本生物物理学会第51回年会
    • 発表場所
      京都府、京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The mechanism of determining the directionality of Ncd2013

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Yamagishi, Yoko Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      日本生物物理学会第51回年会
    • 発表場所
      京都府、京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Submolecular structure of cytoplasmic dynein tail and dynactin sidearm.2013

    • 著者名/発表者名
      Kei Saito, Yuta Watahabe, Muneyoshi Ichikawa, Tomonori Hata, Takuya Kobayashi, Takashi Murayama, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      International Workshop Dynein2013
    • 発表場所
      兵庫県、神戸オルビスホール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Torque generation by axonemal outer-arm dynein2013

    • 著者名/発表者名
      Shin Yamaguchi, Yoko Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      International Workshop Dynein2013
    • 発表場所
      兵庫県、神戸オルビスホール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-regulation of cytoplasmic dynein2013

    • 著者名/発表者名
      Ken’ya Furuta, Takayuyki Torisawa, Akane Furuta, Muneyoshi Ichikawa, Kei Saito, Kazuhiro Oiwa, Hiroaki Kojima, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      International Workshop Dynein2013
    • 発表場所
      兵庫県、神戸オルビスホール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-regulation of cytoplasmic dynein2013

    • 著者名/発表者名
      Ken'ya Furuta, Takayuki Torisawa, Akane Furuta, Muneyoshi Ichikawa, Kei Saito, Kauzuhiro Oiwa, Hiroaki Kojima, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      American Society for Cell Biology 2013 Annual Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Submolecular structure of dynactin sidearm: a new folding pattern of p1502013

    • 著者名/発表者名
      Kei Saito, Tomonori Hata, Takuya Kobayashi, Takashi Murayama, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      American Society for Cell Biology 2013 Annual Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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