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2016 年度 実施状況報告書

タンパク質分子間相互作用の力学変調と高分解能イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 16K04908
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, 特定准教授 (10346075)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード高圧力顕微鏡 / 水和 / 分子間相互作用 / 細胞骨格
研究実績の概要

本研究課題では、等方的な力学作刺激である圧力を用いて細胞内で働く分子機械を操作する事で、細胞の形態や活性などを操作できる新しい研究手法を開発することを目的としている。平成27年度の取り組みにより下記の成果を得た。(1)高圧力顕微鏡法の装置、及び、取得された動画の解析を簡便に実施できる手法を開発した。特に動画解析では誰もが使える汎用性の高い仕様となっているので、幅広い研究者に利用していただけると思われる。(2)高圧力チャンバーに内挿できるミニチュア培養器を開発した。このミニチュア培養器は安価に製作できるため、使い捨てが可能である。さらに誰もが簡便に利用できる仕様となっている。そのため、あらかじめ多数のミニチュアチャンバーに細胞を培養しておくことができる。1台の高圧力チャンバーに、多数のミニチュアチャンバーを入れ替えながら実験することで、実験効率を飛躍的に向上させることができた。(3)高圧力下で観察した人工細胞内に封入した微小管について、生細胞ならびに抗がん剤で安定化させた微小管の実験結果と比較し、圧力による重合ダイナミクスの変化を調べた。その結果、実験系によらず微小管の重合能が高圧力下で直接弱められていることが示唆された。高圧力下で見られる微小管の脱重合反応は、主として両端からのチューブリン分子の解離反応であり、微小管の中央部分での切断により微小管が短縮される頻度は少ないと推察された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

高圧力顕微鏡法を用いた効率的な実験を実施するための1つの技術改良に成功した。新規で高圧力チャンバーを開発する必要がなかったので研究費用は大幅に節約することができた。次年度以降の研究に活用する。

今後の研究の推進方策

平成28年度の取り組みで構築した実験手法を用いて、従来までとは異なりより難易度の高い細胞を用いた実験を実施する。

次年度使用額が生じた理由

既存の部品などを組み合わせることで研究を実施できたので、新規に装置を開発する必要が無かったから。

次年度使用額の使用計画

平成28年度に開発したミニチュア培養器を利用して、培養細胞を用いた実験に取り組む。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Tracking the Movement of a Single Prokaryotic Cell in Extreme Environmental Conditions.2017

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M. & Arai Y.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1593 ページ: 175 - 184

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6927-2_13

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-pressure microscopy for tracking dynamic properties. of molecular machines.2017

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M.
    • 雑誌名

      Biophysical Chemistry

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.bpc.2017.03.010

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 高圧力顕微鏡法による微小管のダイナミックコントロール2016

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥, 瀧口金吾, 林真人
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 51 ページ: 118 - 121

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] REVERSIBLE MORPHOLOGICAL CONTROL OF TUBULIN-ENCAPSULATING GIANT LIPOSOMES BY HYDROSTATIC PRESSURE2017

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M, Hayashi M., Takiguchi K. & Harada Y.
    • 学会等名
      61st Annual Meeting of Biophysical Society
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2017-02-11 – 2017-02-15
    • 国際学会
  • [学会発表] 生きた細胞内で働く分子機械を高圧力顕微鏡法でみる2016

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜, 横浜
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-02
    • 招待講演
  • [学会発表] High-pressure microscopy for controlling molecular machines in living cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M.
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場, 筑波
    • 年月日
      2016-11-25 – 2016-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 高静水圧環境の分子ダイナミクスを直接みる2016

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      第59回日本顕微鏡学会シンポジウム
    • 発表場所
      帝京大学
    • 年月日
      2016-11-18 – 2016-11-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Microscopic analysis of the swimming motility of deep-sea bacteria at high pressure.2016

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M., Kato c., Imai H.
    • 学会等名
      5th International Workshop on Deep-Sea Microbiology, Kyoto
    • 発表場所
      京都大学, 京都
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-pressure microscopy for controlling the dynamics of microtubule cytoskeleton2016

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M.
    • 学会等名
      9th International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology
    • 発表場所
      Tronto University, Toronto, Canada
    • 年月日
      2016-07-25 – 2016-07-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高圧力顕微鏡を用いた深海微生物の運動観察2016

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      第6回分子モーター討論会
    • 発表場所
      大阪大学, 大阪
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-25
    • 招待講演
  • [学会発表] 高圧力顕微鏡法による細胞構造コントロール2016

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      第55回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場, 富山
    • 年月日
      2016-04-26 – 2016-04-28
    • 招待講演
  • [学会発表] 高圧力顕微鏡を使った生体運動イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 学会等名
      Bio-Divセミナー
    • 発表場所
      JAMSTEC, 横浜
    • 年月日
      2016-04-18 – 2016-04-18
    • 招待講演
  • [図書] 高圧力顕微鏡法によるタンパク質分子機械の回転制御2017

    • 著者名/発表者名
      西山雅祥
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      養賢堂

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公開日: 2018-01-16  

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