運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性の総括

2016 年度 実績報告書

• 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: 24117001
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 宮田 真人 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (50209912)
• 研究分担者: 本間 道夫 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (50209342) ; 加藤 貴之 大阪大学, その他の研究科, 助手 (20423155) ; 伊藤 政博 東洋大学, 生命科学部, 教授 (80297738) ; 中山 浩次 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (80150473)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• キーワード: 電子線クライオトモグラフィー / 急速凍結レプリカ法 / 電子顕微鏡 / スマートフォンアプリ / ビデオライブラリー / 質量分析 / 高速AFM / 3Dプリンター

研究実績の概要

「新学術領域」でしか得られないシナジー効果を与えることを目的として，以下を行った．(1) 既存の学会などにおける共催，協賛のシンポジウムを2016-2017年度に計9回開催した．海外研究者2人を招へいし，それぞれ，国際シンポジウムと，計画班や公募班数か所への訪問を行い，共同研究および議論を行った．メーリングリストとFacebook (fb)によって議論を領域関係者全員で行った．また議論を基に複数のシンポジウムを企画した．(2) シンポジウムで30-40代の研究者を優先してオーガナイザーや発表者に抜擢した．(3) クライオ電子線トモグラフィー技術開発と急速凍結レプリカ電子顕微鏡法の技術開発を行い，極めて有用な多数の結果を得た．一部はNature Communicationsやアメリカ微生物学会のフラッグシップ誌であるmBioなどで出版ずみであり，数編の論文が現在審査中である．タンパク質用の質量分析装置を大阪市立大学内に設置し，2018年3月までにのべ190グループからの3828試料を無償で解析し，結果の多くがすでに出版されている．高速AFM技術開発を，金沢大学のグループと領域メンバーとの協力により行った．(4) 啓発活動として，領域に関係する細胞やタンパク質の立体模型を数百個を作製，提供し，その過程はfbにて公開した．そこで開発した3Dプリンターに関する技術について特許出願と邦文誌での発表を行った．(5) 当領域活動のまとめとして，新しく提案された系統樹（Nature Microbioloty 2016, doi: 10.1038/nmicrobiol.2016.48）を基に生命全体における運動能の発生と進化に関する議論を行い，その内容を英語論文原稿としてまとめた．

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] 南京師範大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 南京師範大学
• [国際共同研究] The Barcelona Inst. of Sci. and Tech./Universitat Pompeu Fabra, Barcelona(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: The Barcelona Inst. of Sci. and Tech./Universitat Pompeu Fabra, Barcelona
• [雑誌論文] 運動マシナリーの多様性から見えるもの－特集によせて (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮田真人
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 182
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] バクテリアべん毛モーターの回転を測る (2018)
  • 著者名/発表者名: 曽和義幸・笠井大司
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 183-186
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ハイブリッド型細菌べん毛モーターとその適応進化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤政博
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 187-190
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 細菌の祖先がもつ運動マシナリーを現代に蘇らせる (2018)
  • 著者名/発表者名: 西山雅祥・金井 保・竹川宜宏
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 191-194
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] スピロヘータの運動メカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村修一
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 195-199
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] マイコプラズマ・モービレの滑走運動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮田真人
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 200-203
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] バクテロイデーテス細菌の滑走運動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 柴田敏史・中山浩次
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 204-207
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 細菌の磁気感応運動のためのオルガネラ「マグネトソーム」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田岡 東, 福森義宏
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] シアノバクテリアの運動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中根大介, 西坂崇之
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ガス小胞が付与する微生物の垂直運動マシナリー (2018)
  • 著者名/発表者名: 田代陽介
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 糸状性細菌の滑走運動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 福島俊一, 春田 伸
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] イカダケイソウの滑走運動機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 園部誠司, 山岡望海
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] クラミドモナスとボルボックスの鞭毛運動調節 (2018)
  • 著者名/発表者名: 若林憲一, 井手隆広, 植木紀子
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 96 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 巻頭言，生きものって何？ (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮田真人
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 57 ページ: 238
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 汎用3Dプリンターを用いた発光模型 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浜口 祐，川上 勝，宮田真人
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 57 ページ: 216-218
  • DOI: 0.2142/biophys.57.216
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural study of the bacterial flagellar basal body by electron cryomicroscopy and image analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto A, Namba K.
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 1593 ページ: 119-131
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-6927-2_9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Defined chromosome structure in a genome-reduced Mycoplasma pneumoniae (2017)
  • 著者名/発表者名: Trussart M, Yus E, Martinez S, Bau; D, Tahara YO, Pengo T, Widjaja M, Kretschmer S, Swoger J, Miyata M, Marti-Renom MA, Lluch-Senar M, Serrano L
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 ページ: 14665
  • DOI: 10.1038/ncomms14665
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Chemotaxis without conventional two-component system, based on cell polarity and aerobic conditions in helicity-switching swimming of Spiroplasma eriocheiris (2017)
  • 著者名/発表者名: Liu P, Zheng H, Meng Q, Terahara N, Gu W, Wang S, Zhao G, Nakane D, Wang W, Miyata M
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 8 ページ: 58
  • DOI: 10.3389/fmicb.2017.00058
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetics of the blue light-dependent signal cascade that controls phototaxis in the cyanobacteriaum Synechocystis sp. PCC6803 (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto Y, Nakamura H, Ren S, Koichi K, Masuda S
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 巻: 58 ページ: 458-465
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw218
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mutually exclusive cooperative binding of myosin and cofilin to actin filaments involves cooperative conformational changes of actin (2016)
  • 著者名/発表者名: Ngo KX, Umeki N, Kijima ST, Kodera N, Ueno H, Furutani-Umezu N, Nakajima J, Noguchi TQP, Nagasaki A, Tokuraku K, Uyeda TQP
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 35449
  • DOI: 10.1038/srep35449
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural stability of flagellin subunit affects the rate of flagellin export in the absence of FliS chaperone (2016)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Y, Inoue Y, Sakaguchi A, Mori Y, Fukumura T, Miyata M, Namba K, Minamino T
  • 雑誌名: Molecular Microbilogy 巻: 102 ページ: 405-416
  • DOI: 10.1111/mmi.13469
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The tetrameric MotA complex as the core of the flagellar motor stator from hyperthermophilic bacterium (2016)
  • 著者名/発表者名: Takekawa N, Terahara N, Kato T, Gohara M, Mayanagi K, Hijikata A, Onoue Y, Kojima S, Shirai T, Namba K, Homma T
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 31526
  • DOI: 10.1038/srep31526.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural study of MPN387, an essential protein for gliding motility of a human pathogenic bacterium, Mycoplasma pneumoniae (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawakita Y, Kinoshita M, Furukawa Y, Tulum I, Tahara YO, Katayama E, Namba K, Miyata M
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 198 ページ: 2352-2359
  • DOI: 10.1128/JB.00160-16
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Periodicity in attachment organelle revealed by electron cryotomography suggests conformational changes in gliding mechanism of Mycoplasma pneumoniae (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto A, Matsuo L, Kato T, Yamamoto H, Namba K, Miyata M
  • 雑誌名: mBio 巻: 7 ページ: e00243-16
  • DOI: 10.1128/mBio.02242-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Recommendation for quick freeze replica electron microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyata M
  • 学会等名: 9th OCARINA International Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Approach to biological specimens and material observation using Quick-Freeze and Deep-Etch (QFDE) replica microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Tahara YO, Miyata M
  • 学会等名: 9th OCARINA International Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Application of Quick- freeze and deep-etch replication to motility and surface structure (2018)
  • 著者名/発表者名: Tahara YO, Miyata M
  • 学会等名: International Symposium on"Harmonized supramolecular motility machinery and its diversity"
  • 国際学会
• [学会発表] メカニカルコミュニケーションが生み出す生体運動の多様性（シンポジウムオーガナイズ） (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮田真人
  • 学会等名: 第55回日本生物物理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 急速凍結レプリカ法で可視化したペプチドグリカン消失の過程 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田原悠平, Tulum I, 宮田真人
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
• [学会発表] Visualization of synthesis process of peptideglycan by Quick-Freeze and Deep-Etch (QFDE) replica microscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: 田原悠平, Tulum I, 宮田真人
  • 学会等名: 8th OCARINA International Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性（シンポジウムオーガナイズ） (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮田真人，上田太郎
  • 学会等名: 第54回日本生物物理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 急速凍結レプリカ法で可視化したペプチトグリカン消失の過程 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田原悠平, Tulum I, 宮田真人
  • 学会等名: 第69回日本細菌学会関西支部総会・学術講演会
• [学会発表] 急速凍結レプリカ電子顕微鏡法を用いた分裂酵母の観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田原悠平, Nosova K, 宮田真人
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第49回研究報告会
• [学会発表] 新しいモーター・細胞運動（シンポジウムオーガナイズ） (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮田真人
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー 第6回分子モーター討論会 分 子モーター研究の最前線
  • 招待講演
• [学会発表] Characteristic motion of surface proteins involved in Mycoplasma mobile gliding observed by electron microscopy (EM) and high speed atomic force microscopy (AFM) (2016)
  • 著者名/発表者名: Tahara YO, Kodera N, Ando T, Miyata M
  • 学会等名: 21st Congress of International Organization for Mycoplasmology
  • 国際学会
• [学会発表] Gliding surface proteins of Mycoplasma mobile visualized in situ by quick-freeze deep-etch replica electron microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Bertin C, Tahara YO, Katayama E, Miyata M
  • 学会等名: 21st Congress of International Organization for Mycoplasmology
  • 国際学会
• [学会発表] 急速凍結レプリカ法で可視化したペプチトグリカン消失の過程 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田原悠平，Tulum I，馮 佳，宮田真人
  • 学会等名: 日本マイコプラズマ学会第43回学術集会
• [学会発表] 急速凍結レプリカ電子顕微鏡法が明らかにする運動マシナリー (2016)
  • 著者名/発表者名: 田原悠平, 宮田真人
  • 学会等名: 新学術領域研究「運動超運動マシナリーが織りなす調和と多 様性」第四回班会議
• [図書] CSJレビュー26 分子マシンの科学 分子の動きとその機能を見る (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮田真人, 南後 守, 橋爪章仁, 原田 明（ほか28名）
  • 総ページ数: 200(14-21)
  • 出版者: 化学同人
  • ISBN: 978-4-7598-1386-9
• [備考] 新学術領域「運動マシナリー」ホームページ
  • URL: http://bunshi5.bio.nagoya-u.ac.jp/~mycmobile/index.php
• [備考] 新学術領域「運動マシナリー」による汎用3Dプリンターの生物学への応用 Facebook
  • URL: https://www.facebook.com/motility.machinery
• [備考] 新学術領域「運動マシナリー」総括班による先端的電子顕微鏡観察法の開発 Facebook
  • URL: https://www.facebook.com/freeze.fracture
• [備考] 運動マシナリー・ディスカッション Facebook
  • URL: https://www.facebook.com/mycmobile
• [産業財産権] 汎用3Dプリンターを用いた発光模型作製法 (2017)
  • 発明者名: 浜口 祐，宮田 真人
  • 権利者名: 浜口 祐，宮田 真人
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2017-130739
• [学会・シンポジウム開催] IGER International Symposium on Cell Surface Structures and Functions 2017 (2017)
• [学会・シンポジウム開催] International Symposium on"Harmonized supramolecular motility machinery and its diversity" (2017)
• [学会・シンポジウム開催] 第90回日本細菌学会総会 (2017)
• [学会・シンポジウム開催] OIST International Workshop on Bacterial Flagella, Injectisomes and Type III Secretion System (2017)
• [学会・シンポジウム開催] IGER International Symposium/ Now in actin study: Motor protein research reaching a new stage (2016)