生命1次情報の高速収集とそれに基づく統合バイオサイエンスの展開

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13GS0016
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設)
• 研究代表者: 永山 國昭 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (70011731)
• 研究分担者: 森 泰生 京都大学, 大学院工学研究科, 教授 (80212265) ; 岡村 康司 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (80201987) ; 宇理須 恒雄 分子科学研究所, 極端紫外光科学研究系, 教授 (50249950)
• キーワード: 電子顕微鏡 / 位相回復法 / DNAシーケンサー / チャネル / 蛋白質 / カルシウム / 電位センサー / バイオセンサー

研究概要

[複素顕微鏡]炭素膜を用いる位相板には物質透過に伴う電子線損失がある。この問題を解決し像の感度を上げるため無損失位相板の開発を試みた。Aharnov-Bohm効果を用いると、ベクトルポテンシャルが電子線の位相を変えるため電子線損失がない。ループ型微小磁石と棒型微小磁石の2つの位相板につきテストし、棒磁石型の場合無損失位相板が成功した。
[チャネル蛋白質]形質膜における、一酸化窒素(NO)センサーカチオンチャネルとして働くTRPC5による、NO感知の分子機構を明らかにした。TRPC5のチャネル腔を形成するpore領域近傍のシステイン残基を、NOはニトロシル化し、その結果生じるコンフォメーション変化により、空間的に近接する内部ゲートが開くことが示された。
[電位センサー蛋白質]イノシトールリン脂質のうちPIP2によって活性が変化することが知られているKチャネルを電位センサー分子(VSP)とともにアフリカツメガエル卵母細胞へ強制発現させ計測し、酵素活性が膜電位依存的に制御されることを見出した。更に電位センサードメインをもちボア領域を欠く別の膜タンパクがチャネル活性をもつことを示した。
ヒト電位依存性NaチャネルNav1.6分子の機能の多様性を明らかにするためアンキリンGとNav1.6を共発現させ不活性化に及ぼす影響を検討した。
[蛋白質機能素子作製]シリコン基板に微細貫通孔を形成する技術を開発し、ここに脂質二重膜/イオンチャンネル(グラミシジン)を再構成して単一イオンチャンネル電流を計測することに成功した。微細孔構造を工夫することで、シリコン基板として世界最小の雑音電流(貫通孔径50μmで〜1pA rms、テフロン基板と同程度)を得ることが出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Carboxysomes in Living Cyanobacterial Cell Visualized by Hilbert Differential Contrast Transmission Electron Microscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Kaneko, R.Danev, K.Nagayama, H.Nakamoto
  • 雑誌名: J.Bacterol 188 ページ: 805-808
• [雑誌論文] Self-assembly of nano-sized arrays on highly oriented thin films of poly (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Tosaka, M.Tsuji, T.Ogawa, H.Kitano, K.Nakano, S.Kohjiya, R.Danev, K.Nagayama
  • 雑誌名: Polymer 47 ページ: 951-955
• [雑誌論文] Ca^<2+>/calmodulin dependent myosin light chain kinase is essential for activation of TRPC5 channels expressed in HEK cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Yoshida T, Wakamori M, Ishii M, Okada T, Takahashi M, Seto M, Sakurada K, Kiuchi Y, Mori Y
  • 雑誌名: J. Physiol. 570 ページ: 219-235
• [雑誌論文] Phoneutria nigriventer _<(1)>-Phonetoxin IIA : A new tool for anti-calcium channel autoantibody assays in Lambert-Eaton myasthenic syndrome. (2006)
  • 著者名/発表者名: Martin-Moutot N, Haro LD, Santos RG, Mori Y, Seagar M
  • 雑誌名: Neurobiol. Dis. (in presss)
• [雑誌論文] Intracellular-produced hydroxyl radical mediates H202-induced TRPM2 channel activation and cell death in rat β-cell line RIN-5F. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ishii M, Shimizu S, Hara Y, Hagiwara T, Miyazaki A, Mori Y, Kiuchi Y
  • 雑誌名: Cell Calcium (in presss)
• [雑誌論文] A functional AMPA receptor-calcium channel complex in the postsynaptic membrane. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kang, MG, Chen CC, Wakamori M, Hara Y, Mori Y, Campbell KP
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sec. USA (in presss)
• [雑誌論文] A critical role of TRPM2 in neuronal cell death by hydrogen peroxide (2006)
  • 著者名/発表者名: Kaneko S, Kawakami S, Hara Y, Itoh E, Minami T, Takada Y, Kume T, Katsuki H, Mori Y, Akaike A
  • 雑誌名: J Pharmacol. Sci (in presss)
• [雑誌論文] A novel protein with a voltage sensor domain is a voltage-gated proton channel (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Sasaki, M.takagi, Y.OKAMURA
  • 雑誌名: Science(on line published) March 23
• [雑誌論文] 膜電位を感じて活性を変化させるイノシトールリン脂質脱リン酸化酵素 (2006)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司, 村田喜理, 岩崎広英, 佐々木真理
  • 雑誌名: タンパク質 核酸 酵素 51 ページ: 18-26
• [雑誌論文] 電位センサーの動作原理と電位感受性酵素VSP (2006)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司
  • 雑誌名: 細胞工学 25 ページ: 231-235
• [雑誌論文] In vivo subcellular ultrastructures recognized with Hilbert-differential-contrast transmission electron microscopy (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Kaneko, R.Danev, K.Nitta, K.Nagayama
  • 雑誌名: J. Electr. Microsc 54 ページ: 79-85
• [雑誌論文] Transfer doublet and an Elaborated Phase Plate Holder for 120kV Electro-Phase Microscope (2005)
  • 著者名/発表者名: F.Hosokawa, R.Danev, Y.Arai, K.Nagayama
  • 雑誌名: J. Electr. Microsc 54 ページ: 317-324
• [雑誌論文] Depositions of lipid bilayers on OH-density -controlled silicon dioxide surfaces (2005)
  • 著者名/発表者名: R.Tero, T.Urisu, H.Okawara, K.Nagayama
  • 雑誌名: J. Vac. Sci. Technol A23 ページ: 751-754
• [雑誌論文] Application of Phase Contrast Transmission Microscopic Methods to Polymer Materials (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Tosaka, R.Danev, K.Nagayama
  • 雑誌名: Macromolesules 38 ページ: 7884-7886
• [雑誌論文] FPL-64176 modification of Ca_v1.2 L-type calcium channels : dissociation of effects on ionic current and gating current. (2005)
  • 著者名/発表者名: McDonough SI, Mori Y, Bean BP
  • 雑誌名: Biophys. J. 81 ページ: 211-223
• [雑誌論文] Comprehensive analysis of the ascidian genome reveals novel insights into the molecular evolution of ion channel genes (2005)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y, murata Y, Nakajo K, Iwasaki I, Ohtsuka Y, Tanaka-Kumisima M, Takahashi N, Hara Y, Yoshida T, Nisida M, Okado H, Watari H, Meinertzhagen IA, Nisnino A, Satoh N, Takahashi K, Satou Y, Okada Y, Mori Y
  • 雑誌名: Physiological Genomics 222 ページ: 269-282
• [雑誌論文] The non-selective cation permeating channel TRPC3 is a tetrahedron with a cap in the large cytoplasmic end (2005)
  • 著者名/発表者名: Mio K, Ogura T, Hara Y, Mori Y, SatoC
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm. 333 ページ: 768-777
• [雑誌論文] The role of canonical transient receptor potential 7 (TRPC7) in B-cell receptor-activated channels. (2005)
  • 著者名/発表者名: Lievremont J-P, Numaga Y, Vazquez G, Lemonnier L, Hara Y, Mori E, Trebak M, Trebak M, Moss SE, Bird GS, Mori Y, Putney Jr JW
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 280 ページ: 35346-35351
• [雑誌論文] Phosphoinositide phosphatase activity coupled to an intrinsic voltage sensor (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Murata, H.Iwasaki, M.Sasaki, K.Inaba, Y.Okamura
  • 雑誌名: Nature 435 ページ: 1239-1243
• [雑誌論文] GABAergic synaptic transmission modulates swimming in the ascidian larva (2005)
  • 著者名/発表者名: E.R.Brown, A.Nishino, Q.Bone, I.A.Meinertzhagen, Y.Okamura
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci 22 ページ: 2541-2548
• [雑誌論文] Tight junctions in Schwann cells of peripheral myelinated axons : a lesson from claudin-19-deficient mice (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Miyamoto, K.Morita, D.Takemoto, K.Takeuchi, Y.Kitano, T.Miyakawa, K.Nakayama, Y.Okamura, H.Sasaki, Y.Miyachi, M.Furuse, S.Tsukita
  • 雑誌名: J Cell Biol. 169 ページ: 527-538
• [雑誌論文] イオンチャネル遺伝子から見た生理機能の進化 (2005)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司
  • 雑誌名: 海洋 41 ページ: 61-70
• [雑誌論文] イオンの出入りを介さず膜電位シグナルを伝えるタンパク質Ci-VSP (2005)
  • 著者名/発表者名: 岩崎広英, 村田喜理, 佐々木真理, 岡村康司
  • 雑誌名: 実験医学 23 ページ: 2942-2944
• [雑誌論文] Formation of high resistance supported lipid bilayer on the surface of Si substrate with micro electrodes in printing (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Urisu, Md.M.Rahman, H.Uno, R.Tero, PhD, Y.Nonogaki
  • 雑誌名: Nanomedicine 1 ページ: 317-322
• [雑誌論文] Orientation of avidin molecules immobilized on COOH-modified Si0_2/Si(100) surfaces (2005)
  • 著者名/発表者名: N.Misawa, S.Yamamura, R.Tero, Y.Nonogaki, T.Urisu
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett 419 ページ: 86-90
• [雑誌論文] Giant Vesicle Fusion on Microelectrods Fabricated by Femto Second Laser Ablation Followed by Synchrotron Radiation Etching (2005)
  • 著者名/発表者名: Md.M.Rahman, Y.Nonogaki, R.Tero, Yong-Hoon Kim, H.Uno, Zheng-Long Zhang, T.Yano, M.Aoyama, R.Sasaki, H.Nagai, M.Yoshida, T.Urisu
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 44 ページ: L1207-1210
• [雑誌論文] Supported lipid bilayer formation by the giant vesicle fusion induced by vesicle-surface electrostatic attractive interaction (2005)
  • 著者名/発表者名: Yong-Hoon Kim, Md.M.Rahman, Zhen-Lon ero, T.Urisu
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett (in press)
• [図書] Ad. Imaging Electr. Phys., vol.138, "Phase Contrast Enhancement with Phase Plates in Electron Microscopy" (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuniaki Nagayama
  • 総ページ数: 63-146
  • 出版者: Academic Press
• [図書] イオンチャネルの発現制御機構(標準生理学、第6版) (2005)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司
  • 総ページ数: 87-91
  • 出版者: 医学書院
• [産業財産権] 電子顕微鏡用位相及びその製造方法 (2005)
  • 発明者名: 氷山國昭
  • 権利者名: 自然科学研究機構Nagayama IP Holdings, LLC
  • 産業財産権番号: 2005-321402
  • 出願年月日: 2005-11-04
• [産業財産権] 位相差電子顕微鏡装置 (2005)
  • 発明者名: 永山國昭
  • 権利者名: 自然科学研究機構Nagayama IP Holdings, LLC
  • 産業財産権番号: 2005-330374
  • 出願年月日: 2005-11-15
• [産業財産権] Method of Determining Base Sequence of DNA or RNA and DNA Sequencer. (2005)
  • 発明者名: 永山國昭
  • 権利者名: Nagayama IP Holdings, LLC
  • 産業財産権番号: 11/130,801(米国)
  • 出願年月日: 2005-05-16
• [産業財産権] 佐藤矩行, 岡村康司, 岩崎広英, 村田喜理 (2005)
  • 発明者名: 岡村康司, 佐藤矩行, 岩崎広英, 村田喜理
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学, 自然科学研究機構, 佐藤矩行, 岡村康司, 岩崎広英, 村田喜理
  • 産業財産権番号: 国際、PCT/JP2005/8807
  • 出願年月日: 2005-05-13
• [産業財産権] 電位活性化がたプロトンチャネルを構成するタンパク質及びその利用法 (2005)
  • 発明者名: 岡村康司, 佐々木真理
  • 権利者名: 自然科学研究機構, 岡村康司, 佐々木真理
  • 産業財産権番号: 2005-255959
  • 出願年月日: 2005-09-05
• [産業財産権] タンパク質チップ、タンパク質チップ解析装置、及びタンパク質チップ解析方法 (2005)
  • 発明者名: 宇理須恒雄, 鈴井光一
  • 権利者名: 化学技術振興財団
  • 産業財産権番号: 国際、PCT/JP2005/008312
  • 出願年月日: 2005-04-21