タンパク質機能の1分子デザインとシステム構築

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14002008
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 石渡 信一 早稲田大学, 理工学術院(理工学部), 教授 (10130866)
• 研究分担者: 船津 高志 東京大学, 大学院薬学系研究科, 教授 (00190124)
• キーワード: 生体分子モーター / 1分子蛍光イメージング / アクチン / 光ピンセット / ナノバイオロジー / ナノ筋収縮系 / シャペロニン / バイオナノゲージ

研究概要

H.17年度の主な研究成果は、1.ミオシンVとVIはアクチンフィラメント上を逆方向に歩く1分子運動モーターだが、ADPの結合能の負荷方向依存性が、歩行の向きに対応してミオシンVとVIとで逆になるという著しい性質を、本プロジェクトで開発した高時間・高空間分解能顕微解析装置を用いた1分子結合破断力測定によって見出した(論文準備中)。2.アクチンフィラメントに結合した蛍光分子の蛍光強度が、加えた負荷の大きさに応じて変化することを、フィラメント1本の蛍光イメージングによって見出した。これは、本研究課題の一つであるバイオナノゲージ実現のための第一歩である(論文準備中)。3.生理的環境で見られる心筋収縮系の自励振動(Ca-SPOC)周期が、各動物の静止心拍にほぼ一致することを見出した。この成果をもとに、心筋収縮系それ自体が自励振動であって、心拍機能の基盤となっているという全く新しい概念を提唱した(論文投稿中)。4.SPOCの分子メカニズムと関連して、ADP収縮条件での単一筋原線維の力学測定を行い、張力-筋節長関係が、通常の収縮条件とは逆になるという著しい性質を発見した(論文準備中)。この性質(筋長効果)はSPOC発現の基盤となっているものと期待される。5.遺伝子組換えタンパク質については、理研との協同研究で微小管(チューブリン)のアミノ酸置換体の研究で成果を挙げた(論文準備中)。アクチンについても、粘菌を用いたアミノ酸置換体の調製が進んでいる。6.我々が開発したミクロ温度計測法を用いて、Caイオン放出に伴う熱発生を一(HeLa)細胞レベルで検出することに成功した(論文準備中)。7.生体分子をガラス製マクロチップの微小流路に流し、蛍光を高感度に検出して数十ミリ秒毎に分離・回収できる生体分子ソーターを開発した。ある生体物質に強く結合する分子をスクリーニングするなど広範な応用が可能である。

研究成果

• [雑誌論文] Nucleocytoplasmic transport of fluorescent mRNA in living mammalian cells : Nuclear mRNA export is coupled to ongoing gene transcription. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga, K., Shibuya, T., Ishihama, Y., Tadakuma, H., et al.
  • 雑誌名: Genes to Cells. 11 ページ: 305-317
• [雑誌論文] A new muscle contractile system composedof a thick filament lattice and a single actin filament. (2005)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Fujita, H., Ishiwata, S.
  • 雑誌名: Biophys.J. 89(1) ページ: 321-328
• [雑誌論文] Auto-oscillations of skinned myocardium correlating with heartbeat. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, D., Fujita, H., Fukuda, N., Kurihara, S., Ishiwata, S.
  • 雑誌名: J.Muscle Res.Cell Motil. 26(2) ページ: 93-101
• [雑誌論文] Synthesis of benzofurazan derivatization regents for carboxylic and acids and its application to analysis of fatty acids in rat plasma by high-performance liquid chromatography/electrospray ionization mass spectrometry. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto, Y., Santa, T., Saimaru, H., Imai, K., Funatsu, T.
  • 雑誌名: Biomed.Chromatogy. 19 ページ: 802-808
• [雑誌論文] Hybridization of deoxyribonucleic acid immobilization of green fluorescent protein on nanostructured porganosilane templates. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanii, T., Hosaka, T., Miyake, T., Kanari, Y., Zhang, G.-J., et al.
  • 雑誌名: Jpn.J.App.Phys. 44 ページ: 5851-5855
• [雑誌論文] Nanoscale patterning of protein using electron beam lithography of organosilane self-assembled monolayers. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhang, G.-J., Tanii, T., Zako, T., Hosaka, T., Miyake, T., et al.
  • 雑誌名: Small 1 ページ: 833-837
• [雑誌論文] Facilitated release of substrate protein from prefoldin by chaperonin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zako, T., Iizuka, R., Okochi, M., Nomura, T., Ueno, T., Tadakuma, H., Yohda, M., Funatsu, T.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 579 ページ: 3718-3724
• [雑誌論文] Determination of methylated arginises by column-switching high-performance liquid chromatography-fluorescence detection. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsunoda, M., Nonaka, S., Funatsu, T.
  • 雑誌名: Analyst 130 ページ: 1410-1413
• [雑誌論文] On-chip cell sorting system using laser-induced heating of a thermo-reversible gelation polymer to control flow. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shirasaki, Y., Tanaka, J., Makazu, H., Tashiro, K., Shoji, S.et al.
  • 雑誌名: Anal.Chem. 78 ページ: 695-701
• [雑誌論文] Synthesis of the isotope-labeled derivatization reagent for carboxylic acids, 7-(N,N-dimethylaminosulfonyl)-4-(aminoethyl)piperazino-2,1,3-…
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto, Y., Santa, T., Yoshida, H., Miyano, H., et al.
  • 雑誌名: Biomedical Chromatography (in press)
• [雑誌論文] DNA micropatterning on polycrystalline deamond via one-step direct amination.
  • 著者名/発表者名: Zhang, G.J., Song, K.S., Nakamura, Y., Ueno, T., Funatsu, T.et al.
  • 雑誌名: Langmuir (in press)
• [雑誌論文] Catecholamine analysis with microcolumn LC-peroxyoxalate chemiluminescence reaction detection.
  • 著者名/発表者名: Tsunoda, M., Nagayama, M., Funatsu, T., Hosoda, S., Imai, K.
  • 雑誌名: Clin.Chim.Acta. (in press)
• [雑誌論文] Analysis of Nuclear Microenvironments by Translational Diffusion of GFP Using Fluorescence Correlation Spectroscopy.
  • 著者名/発表者名: Terada, N., Tadakuma, H., Ishihama, Y., Yamagishi, M., Zako, T., Funatsu, T.
  • 雑誌名: Bioimages. (in press)
• [図書] MEMS 2006 (2006)
  • 著者名/発表者名: Arakawa T., Izumi, T., Teraguchi, Aoki, T.Shirasaki, Y., Sugino, H., et al.
  • 総ページ数: 58-61
• [産業財産権] 微小開口膜,生体分子間相互作用解析方法及びその装置 (2006)
  • 発明者名: 谷井孝至他
  • 権利者名: 早稲田大学
  • 産業財産権番号: 特願2006-15559
  • 出願年月日: 2006-01-24
• [産業財産権] 分子振動計測法、分子振動計測装置、試料調製用キット及び分子振動計測システム (2005)
  • 発明者名: 船津高志他
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 特願2005-219539
  • 出願年月日: 2005-07-28
• [産業財産権] 微粒子分別マイクロシステムおよび微粒子分別方法 (2005)
  • 発明者名: 荒川貴博他
  • 権利者名: 早稲田大学
  • 産業財産権番号: 特願2005-345393
  • 出願年月日: 2005-07-28