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極限環境下にある超好熱始原菌の運動観察

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 25117511
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
研究機関京都大学

研究代表者

西山 雅祥  京都大学, 白眉センター, 准教授 (10346075)

研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2014年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2013年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード運動マシナリー / 真正細菌 / 超好熱始原菌 / 分子モーター / 分子機械 / ナノバイオ / アーキア
研究実績の概要

超好熱菌は至適生育温度が80°C以上の微生物として定義されており、古細菌の多くに加えて、真正細菌の中ではAquifex属などが含まれている。Aquifex属は16S rRNA系統解析から真正細菌の中でも最も初期に分岐したことが示されている。研究代表者がこれまで開発してきた装置を用いれば、高温、高圧、嫌気条件といった極限環境を顕微鏡下につくりだし、菌体の様子をリアルタイムで観察できる。平成26年度は、真正細菌の中で遺伝的・構造的に広く保存された運動器官であるべん毛に着目し、Aquifex属の代表例であるA. aeolicusの運動マシナリーを調べる研究を行った。Huber博士から提供していただいたA. aeolicusの野生株を対数増殖期まで生長させ、培地内での遊泳運動を顕微観察した。その結果、多くのA. aeolicusは遊泳運動を示さなかったものの、一部の菌体は培地内をほぼまっすぐに泳ぐことが明らかになった。その遊泳速度は至適生育温度である85℃では約90µm/sであり、その速度は温度とともに低下した。菌体の電子顕微鏡撮影を行ったところ、少数の菌体からは細胞の片方の極から主として1本の鞭毛繊維が生えているのが観察された。多くの細胞本体からはべん毛繊維は見られなかったものの、この結果は光学顕微鏡下で遊泳運動を示す菌体が少なかったことと一致する。以上の結果から、A. aeolicusは細胞の局部にあるべん毛繊維を運動マシナリーとして利用して遊泳運動を行っていると考えられる。

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

    (26件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 9件)

  • [雑誌論文] 高圧力顕微鏡法による細菌運動観察2015

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 雑誌名

      高圧バイオサイエンスとバイオテクノロジー

      巻: 印刷中

    • NAID

      120005670891

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質間相互作用を力学刺激で操作する2014

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 49 ページ: 782-784

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Viewing the rotation of molecular motors at high pressure.2014

    • 著者名/発表者名
      Okuno D., Nishiyama, M., Noji H.
    • 雑誌名

      Asia Pacific Physics Newsletter

      巻: 3 ページ: 25-25

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] High hydrostatic pressure induces CCW to CW reversals of the Escherichia coli flagellar motor2013

    • 著者名/発表者名
      M.Nishiyama, Y.Sowa, Y.Kimura, M. Homma, A. Ishijima, M. Terazima
    • 雑誌名

      J.Bacterio.

      巻: 195 号: 8 ページ: 1809-1814

    • DOI

      10.1128/jb.02139-12

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glycine insertion makes yellow fluorescent protein sensitive to hydrostatic pressure.2013

    • 著者名/発表者名
      Watanabe TM, Imada K, Yoshizawa K, Nishiyama M, Kato C, Abe F, Morikawa TJ, Kinoshita M, Fujita H, Yanagida T.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 号: 8 ページ: e73212-e73212

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0073212

    • NAID

      120005328377

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single molecule analysis of the rotation of F1-ATPase under high hydrostatic pressure2013

    • 著者名/発表者名
      Daichi Okuno, Masayoshi Nishiyama and Hiroyuki Noji
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 105 号: 7 ページ: 1635-1642

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2013.08.036

    • NAID

      120005328380

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高圧力顕微鏡2013

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥, 木村佳文
    • 雑誌名

      LTMセンター誌

      巻: 22 ページ: 18-27

    • NAID

      120005289856

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞内の水で生命活動を操る! -高圧力下で観るタンパク質水和変調イメージング-2013

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥, 曽和義幸
    • 雑誌名

      化学

      巻: 68 ページ: 31-36

    • NAID

      120005328379

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] バクテリア・べん毛モーターが高圧力下で逆向きに回り出す!?2013

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 53 号: 5 ページ: 264-265

    • DOI

      10.2142/biophys.53.264

    • NAID

      10031191850

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 極限環境を泳ぐ微生物を観察する2015

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      第20回べん毛交流会
    • 発表場所
      合歓の郷ホテル&リゾート
    • 年月日
      2015-03-01 – 2015-03-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 細胞性粘菌の高圧処理からの回復過程で顕著な糸状仮足突出はアクチンTyr143変異で増大する2015

    • 著者名/発表者名
      五味渕由貴, 西山雅祥, 加藤薫, 大貫貴広, 上田太郎, 若林健之
    • 学会等名
      2015年生体運動合同班会議
    • 発表場所
      学習院大学
    • 年月日
      2015-01-07 – 2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Na+駆動型細菌べん毛モーターの運動解析2015

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥, 下田義樹, 木村佳文, 寺嶋正秀, 本間道夫, 小嶋誠司
    • 学会等名
      2015年生体運動合同班会議
    • 発表場所
      学習院大学
    • 年月日
      2015-01-07 – 2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 力学刺激で細胞運動を操作する2014

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      第103回生命機能研究科コロキウム
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高圧力を用いたタンパク質分子機械の運動変調イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      第55回高圧討論会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Manipulating the molecular machinery by water molecules of the hydration2014

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M.
    • 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
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Motility of Thermococcus kodakaraensis cells at extreme environmental conditions2014

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M., Tsukamoto R., Yagi T., Kikkawa M., Imanaka T., Kanai T.
    • 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
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dictyostelium cells carrying the plasmids to express mutant actin (Tyr143Phe) are more susceptible to high-pressure treatment2014

    • 著者名/発表者名
      Gomibuchi Y., Ohnuki T., Uyeda T.Q.P., Nishiyama M. & Wakabayashi T.
    • 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
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of a New High-pressure Microscope2014

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M.
    • 学会等名
      Manipulation of Integrated Molecular Reaction Processes in living cells
    • 発表場所
      The Consortium of Universities in Kyoto
    • 年月日
      2014-09-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内で働く分子マシンを細胞外からあやつる2014

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      法政大学ナノテクセミナー
    • 発表場所
      法政大学
    • 年月日
      2014-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single molecule analysis of ATP-driven molecular motors at high pressure2014

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M.
    • 学会等名
      7th Internatioal Meeting on Biomolecules under Pressure
    • 発表場所
      Montpelier, France
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高圧力顕微鏡の開発2014

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      新学術領域「運動超分子が織りなす調和と多様性」第二回全体会議
    • 発表場所
      旭川クリスタルホール
    • 年月日
      2014-06-16 – 2014-06-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 極限環境下にある超好熱始原菌の運動観察2014

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      新学術領域「運動超分子が織りなす調和と多様性」第二回全体会議
    • 発表場所
      旭川クリスタルホール
    • 年月日
      2014-06-16 – 2014-06-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質分子機械の力学変調イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      第259回光ナノサイエンス特別講義
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2014-04-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 極限環境で駆動する生体ナノマシンの直接観察

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      法政大学ナノテクセミナー
    • 発表場所
      法政大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高圧力を用いたタンパク質分子機械の構造変化イメージング

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Motility of Thermococus kodakaraensis cells

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M.
    • 学会等名
      The 19th Flagellar Meeting
    • 発表場所
      Hiroshima Culture Center
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-07-10   更新日: 2019-07-29  

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