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2007 年度 実績報告書

ダイニン・ナノシステムの運動と制御の分子メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 16083207
研究機関独立行政法人情報通信研究機構

研究代表者

大岩 和弘  情報通信研究機構, 第一研究部門・未来ICT研究センター・バイオICTグループ, グループリーダー (10211096)

キーワード一分子計測(SMD) / 生物物理 / ナノマシン / ナノバイオ / 分子モーター
研究概要

1.クライオ電子顕微鏡によるダイニンとダイニン腕の3次元構造の解明:クライオ電子線トモグラフィーを用いてクラミドモナスの鞭毛軸糸の3次元再構成を行なった。従来の電子顕微鏡像では重なり合って識別不可能だったダブレット微小管とダイニン外腕の構造をトモグラムで抽出することができた。さらにダイニン外腕-微小管複合体の三次元像の位置あわせを行い平均像を計算,像のS/N比を向上させ,45Åの分解能でダイニン外腕と微小管の複合体の三次元構造を再構成した。3つのダイニン重鎖は,それぞれのリング状頭部を微小管長軸に沿って平行に積みあげたように観察された。2層目では,隣接するダイニン外腕との連絡が確認され,協同的作動機構の構造的基盤を見出した。この成果J.Mol.Biol.に掲載され,その表紙を飾った。
2.クラミドモナス鞭毛軸糸のX線回折による構造解析:生理的条件における鞭毛内部の構成要素の空間的配置をX線繊維回折を用いて解析した。流動配向によって鞭毛軸糸試料を配向させることに成功,放射光X線を用いて,これから明瞭な子午線反射を観測した。クラミドモナスの変異株を用いて子午線反射を構造要素へ帰属できた。
3.鞭毛軸糸ダイニンの滑り運動の単一分子計測:ヘテロ2量体で存在するダイニンfに関して,in vitro運動アッセイと蛍光単一分子を用いた運動解析を進めた。ダイニンfが負荷依存的に微小管からの解離速度を上昇させることを示唆するデータを得て,鞭毛軸試内での集団特性を考える上で重要な知見を得た。この成果はBiophys.J.に掲載された。
4.新規蛍光性ATPアナログの開発:リボースの水酸基を修飾して蛍光団を縮合させた蛍光ATPアナログ,Cy3-AMP-PNPを合成し,これをF1-ATPaseの単一分子運動解析に用いた。関連成果は学術誌Cellに掲載された。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2007 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Coupling of rotation and catalysis in F1-ATPase revealed by single-molecule imaging and manipulation.2007

    • 著者名/発表者名
      Adachi, K.
    • 雑誌名

      Cell 130

      ページ: 309-321

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical properties of inner-arm dynein-f(dyneinI1)studied with in vitromotility assays.2007

    • 著者名/発表者名
      Kotani, N.
    • 雑誌名

      Biophysica Journal 93

      ページ: 886-894

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The coordination of protein motors and the kinetic behavio of microtubule-acomputational study.2007

    • 著者名/発表者名
      Chen, Q.
    • 雑誌名

      Biophysical Chemistry 129

      ページ: 60-69

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversity of structural behavior in vertebrate conventional myosins complexed with actin.2007

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto, H.
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology 369

      ページ: 249-264

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The architecture of outer dynein arms in situ.2007

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa, T.
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology 368

      ページ: 1249-1258

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular and nanometer-scale self-organized system generated by protein motor functions.2007

    • 著者名/発表者名
      Oiwa, K.
    • 雑誌名

      Material Science Forum 539-543

      ページ: 3290-3296

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled Nanoscale Motion, Lecture Notes 41-63

    • 著者名/発表者名
      Oiwa, K.
    • 雑誌名

      Controlled Nanoscale Motion, Lecture Notes in Physics, Springer(Berlin,Heidelberg) 007

  • [学会発表] X線繊維回折により捉えた鞭毛軸糸の構造変化2007

    • 著者名/発表者名
      鳥羽 栞
    • 学会等名
      第45回目本生物物理学会年会
    • 発表場所
      横浜、神奈川
    • 年月日
      2007-12-23
  • [学会発表] The heterodimeric axonemal dynein-f Its mechanical and enzymatic properties and possible roles in beating of flagellar axonemes2007

    • 著者名/発表者名
      Kotani, N.
    • 学会等名
      Internationa lConference on Molecular Mechanism of Intracellular Transport
    • 発表場所
      苫小牧、北海道
    • 年月日
      2007-08-24
  • [学会発表] Force generating mechanism of axonemal dyneins inspired by cryoelectron tomography and X-ray fiber diffraction analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Oiwa, K.
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Mechanism of Intracellular Transport
    • 発表場所
      苫小牧、北海道
    • 年月日
      2007-08-24
  • [学会発表] ヘテロ二量体である鞭毛内腕ダイニン亜種の運動特性2007

    • 著者名/発表者名
      鳥羽 栞
    • 学会等名
      2008年生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      苫小牧、北海道
    • 年月日
      2007-08-24
  • [学会発表] Conformational changes of dynein-arms in situ studied using X-rayd diffraction of flagellar axonemes2007

    • 著者名/発表者名
      Oiwa, K.
    • 学会等名
      6th EBSA European Biophysics Congress
    • 発表場所
      London UK
    • 年月日
      2007-07-17
  • [学会発表] Forcegenerating mechanism of axonemal dyneins studied by cryoelectron tomography and X-ray fiber diffraction analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Oiwa, K.
    • 学会等名
      Japan Partnership Awards Dynein Workshop
    • 発表場所
      Bristol,UK
    • 年月日
      2007-07-10
  • [学会発表] 軸糸ダイニンの構造と運動機能:トモグラムとin vitro assaysからの知見2007

    • 著者名/発表者名
      Oiwa, K.
    • 学会等名
      特定領域研究 ダイニン分子研究会
    • 発表場所
      東京大学 東京
    • 年月日
      2007-06-07
  • [備考]

    • URL

      http://www-karc.nict.go.jp/w131102/index.html

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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