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モーター超分子複合体の分子構築と運動制御機構の解明

公募研究

研究領域運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
研究課題/領域番号 25117503
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
10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2014年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2013年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワードダイニン / ダイナクチン / 超分子複合体 / 金ナノ粒子 / p150 / CC1 / アンテナ構造 / 運動制御機構 / 金ナノ粒子標識 / 電子顕微鏡
研究実績の概要

ダイニンもダイナクチンも、ともに巨大で複雑な構造をもつ超分子複合体であるが、それらの構造と両者の相互作用については明らかでないことが多い。本研究では、ヒトHEK細胞で発現した組換え体ダイニンと組換え体ダイナクチンについて、金ナノ粒子を部位特異的に標識し、電子顕微鏡で観察してサブユニットの位置関係を明らかにした。特に、ダイニンの尾部構造中の中間鎖、中間軽鎖、軽鎖の位置を特定した結果、従来想定されていたサブユニットの配向と順序が逆であることがわかった。また、ダイナクチンのサイドアームにヘッドから突出する繊維状構造(アンテナ)があることを発見した。このアンテナ部分は、ダイニン結合部位であることが知られているp150のCC1領域であると同定した。CC1はコイルドコイルの二量体が中央付近で折れ曲がり、逆並行の4量体を形成していることが示唆された。
このCC1部位の断片を作製して、ダイニンに対する影響を調べたところ、本来、ダイニンの運動連続性を高めると考えられているダイナクチンの効果とは逆に、ダイニンと微小管の親和性を弱めて、ダイニンを微小管から引き剥がす効果があることが見出された。この効果は、ダイナクチンp150のバリアントのうち、K-richドメインをもたないダイナクチン1Bについても見られることから、ダイナクチン複合体がもつ本質的な生理作用であることが示唆された。このことから、ダイナクチンは1AにみられるK-richドメインによる微小管への親和性の増加と、CC1ドメインによるダイニンの微小管への親和性の低下の、両方の側面をもつ複雑なレギュレーターであることがわかった。

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

    (25件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 3件)

  • [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] バイオイメージングと光ピンセットを用いた微小管系モータータンパク質の協働的活性化に関する働き2014

    • 著者名/発表者名
      古田健也、鳥澤嵩征、豊島陽子
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 86 ページ: 184-191

    • 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] 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
      2014 実績報告書 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
  • [学会発表] Regulation of dynein motility by the antenna structure of dynactin p1502014

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi, T. Miyashita, H. Kajita, K. Saito, T. Murayama, Y.Y. Toyoshima
    • 学会等名
      The 2014 ASCB/IFCB Meeting
    • 発表場所
      Philadelphia, Pennsylvania, USA
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Antenna structure of dynactin complex2014

    • 著者名/発表者名
      Hatsuha Kajita, Takuya Kobayashi, Kei Saito, 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] A novel role of dynactin for dynein motility revealed by gliding assay2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kobayashi, Hatsuha Kajita, Kei Saito, 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] A novel role of dynactin for dynein motility revealed by single-molecule assay2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Miyashita, Takuya Kobayashi, Hatsuha Kajita, 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] Autoinhibiton and cooperative activation mechanisms of cytoplasmic dynein.2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Torisawa, Ken’ya Furuta, Muneyoshi Ichikawa, Akane Furuta, Kei Saito, Kazuhiro Oiwa, Hiroaki Kojima, Yoko 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] Cytoplasmic dynein takes a route switching randomly between protofilaments with a bias toward the right2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Sugawa, Shin Yamaguchi, Keitaro Shibata, 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] 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] 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] Shin Yamaguchi, Kei Saito, Miki Sutoh, Takayuki Nishizaka, Yoko Y Toyoshima, Junichiro Yajima,2014

    • 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 IMuneyoshi 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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