• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2019 年度 実績報告書

病原細菌,Mollicutes綱における3種の運動メカニ ズム

研究課題

研究課題/領域番号 17H01544
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)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード細胞運動 / 光学顕微鏡 / クライオ電子顕微鏡 / 構造生物学 / 単粒子解析 / 合成細菌 / 電子線クライオトモグラフィー / 遺伝子操作
研究実績の概要

高等動植物に寄生することで特殊な進化を達成した病原細菌,Mollicutes綱(モリクテス綱)は,小さなグループであるにもかかわらず,3種類ものユニークな運動メカニズムを有している.私たちはこれまでの独自の研究で,Mycoplasma mobile(以下,モービレと略)の滑走運動メカニズムのアウトラインを明らかにし,Mycoplasma pneumoniae(以下,ニューモニエと略)などの滑走運動とSpiroplasma eriocheiris(以下,スピロプラズマと略)などの遊泳運動メカニズムの理解に大きく貢献してきた.本研究では,これら3種の運動メカニズム全てを,構造,反応,進化の面から徹底的に究明することを目的とした.
本年度,モービレ滑走運動については,“モーター”に相当する部分を単離し,クライオ電子顕微鏡による観察と,コンピューターによる像の計算を行うことで,18分子のタンパク質から構成される1.5 MDaの超分子複合体構造を4.8オングストロームの分解能で明らかにした.その結果,モーターの進化と運動のメカニズムについて原子レベルで議論することに成功した.ニューモニエ滑走運動については,菌体が細胞全体で20ピコニュートンに相当する力発生を,多くのあしを動かすことで達成していることを明らかにした.スピロプラズマ遊泳運動については,2018年度に合成細菌JCVI-syn3.0Bにスピロプラズマの7タンパク質を発現することで遊泳を再現することに成功したため,この系を用いてそれぞれのタンパク質の役割を明らかにした.さらに遊泳装置の中心をなすfibrilタンパク質の構造をクライオ電子顕微鏡により3.6オングストロームの分解能で明らかにした.その結果,遊泳メカニズムの中心部分を原子レベルで議論することが可能となった.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (48件)

すべて 2020 2019 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 4件、 招待講演 9件) 備考 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Institute of Molecular and Cell Biology(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      Institute of Molecular and Cell Biology
  • [雑誌論文] 運動能の系統樹 ―生命の系統樹における運動システム進化につ いての提案―2020

    • 著者名/発表者名
      宮田 真人
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 61 ページ: in press

    • DOI

      not yet

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification and sequence analyses of the gliding machinery proteins from Mycoplasma mobile2020

    • 著者名/発表者名
      Tulum I, Kimura K, Miyata M
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 020-60535-z

    • DOI

      10.1038/s41598-020-60535-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tree of motility - A proposed history of motility systems in the tree of life2020

    • 著者名/発表者名
      Miyata M, Robinson RC, Uyeda TQP, Fukumori Y, Fukushima S, Haruta S, Homma M, Inaba K, Ito M, Kaito C, Kato K, Kenri T, Kinosita Y, Kojima, Minamino T, Mori H, Nakamura S, Nakane D, Nakayama K, Nishiyama M, Shibata S, Shimabukuro K, Tamakoshi M, Taoka A, Tashiro Y, Tulum I, Wada H, and Wakabayashi K.
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 25 ページ: 6-21

    • DOI

      10.1111/gtc.12737

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Refined mechanism of Mycoplasma mobile gliding based on structure, ATPase activity, and sialic acid binding of machinery2019

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa MS, Nakane D, Toyonaga T, Kawamoto A, Kato T, Namba K, Miyata M
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 10 ページ: e02846-19

    • DOI

      10.1128/mBio.02846-19

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Peptidoglycan layer and disruption processes in Bacillus subtilis cells visualized using quick-freeze, deep-etch electron microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Tulum I, Tahara YO, Miyata M
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 68 ページ: 441-449

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfz033

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Behaviors and energy source of Mycoplasma gallisepticum gliding2019

    • 著者名/発表者名
      Mizutani M, Miyata M
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology

      巻: 201 ページ: e00397-19

    • DOI

      10.1128/JB.00397-19

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高速AFMが捕らえた!Mycoplasma mobileの滑走装置2019

    • 著者名/発表者名
      小林 昂平,古寺 哲幸,田原 悠平,豊永 拓真,笠井 大司,安藤 敏夫,宮田 真人
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 54 ページ: 67-71

    • DOI

      https://doi.org/10.11410/kenbikyo.54.2_67

    • 査読あり
  • [学会発表] 「電子顕微鏡を用いた細菌の微細構造解析」シンポジウムコンビーナー2020

    • 著者名/発表者名
      本間 道夫,宮田 真人
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] モリクテス綱細菌の運動超分子マシナリー2020

    • 著者名/発表者名
      宮田 真人,豊永 拓真,笹嶋 雄也,加藤 貴之,川本 晃大,宮田 知子,難波 啓一
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト肺炎マイコプラズマ1型菌と2型菌における滑走運動の比較2020

    • 著者名/発表者名
      水谷 雅希,宮田 真人
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
  • [学会発表] 合成細菌syn3.0におけるスピロプラズマ遊泳運動の再現とその起源の探索2020

    • 著者名/発表者名
      木山 花,柿澤 茂行,宮田 真人
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 細菌アクチンMreB からスピロプラズマ遊泳モーターへの進化2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 大地,宮田 真人
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
  • [学会発表] らせん反転遊泳を駆動するスピロプラズマ“フィブリル”タンパク質の詳細構造2020

    • 著者名/発表者名
      笹嶋 雄也,加藤 貴之,宮田 知子,難波 啓一,宮田 真人
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
  • [学会発表] Mycoplasma mobile が持つモーターを構成する機能未知タンパク質,MMOB1620の構造2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 宏樹,工藤 恒,児玉 彩,大岡 紘治,季高 駿士,林 勇樹,新井 宗仁,宮田 真人
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
  • [学会発表] Spiroplasma のらせん反転遊泳を駆動するFibrilタンパク質の詳細構造2020

    • 著者名/発表者名
      笹嶋 雄也,加藤 貴之,宮田 知子,難波 啓一,宮田 真人
    • 学会等名
      2020年生体運動研究合同班会議
  • [学会発表] Spiroplasma 遊泳運動に必須な細菌アクチンMreB2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 大地,藤原 郁子,宮田 真人
    • 学会等名
      2020年生体運動研究合同班会議
  • [学会発表] 最小生物、マイコプラズマの運動能 -メカニズムと起源-2019

    • 著者名/発表者名
      宮田 真人
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 招待講演
  • [学会発表] スピロプラズマの螺旋交換遊泳を駆動する内部リボン構造2019

    • 著者名/発表者名
      笹嶋 雄也,加藤 貴之,宮田 知子,難波 啓一,宮田 真人
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第62回シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Bacterial actin homolog, MreBs and fibril are essential for the swimming motility of Spiroplasma eriocheiris2019

    • 著者名/発表者名
      Ikuko Fujiwara, Daichi Takahashi, Yuya Sasajima, Hana Kiyama, Ayami Arakawa, K Kato, Tomoko Miyata, Shigeyuki Kakizawa, Keiichi Namba, Makoto Miyata
    • 学会等名
      11th Toyota Riken International Workshop on "Actin Filament: beyond the atomic resolution structures"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Polymerization of bacterial actin MreB involved in swimming motility of Spiroplasma eriocheiris2019

    • 著者名/発表者名
      Daichi Takahashi, Ikuko Fujiwara, Makoto Miyata
    • 学会等名
      11th Toyota Riken International Workshop on "Actin Filament: beyond the atomic resolution structures"
    • 国際学会
  • [学会発表] Detail structure of Spiroplasma fibril protein driving helicity-switching swimming with five bactarial actins2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Sasajima, Takayuki Kato, Tomoko Miyata, Keiichi Namba, Makoto Miyata
    • 学会等名
      11th Toyota Riken International Workshop on "Actin Filament: beyond the atomic resolution structures"
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconstitution of Spiroplasma swimming motility caused by bacterial actin MreBs in synthetic bacterium2019

    • 著者名/発表者名
      Hana Kiyama, Shigeyuki Kakizawa, Makoto Miyata
    • 学会等名
      11th Toyota Riken International Workshop on "Actin Filament: beyond the atomic resolution structures"
    • 国際学会
  • [学会発表] 合成細菌におけるSpiroplasma eriocheiris 遊泳運動の再現2019

    • 著者名/発表者名
      Hana Kiyama, Shigeyuki Kakizawa, Makoto Miyata
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Spiroplasma eriocheiris の遊泳運動にかかわる細菌のアクチンMreBの重合2019

    • 著者名/発表者名
      Daichi Takahashi, Makoto Miyata
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Mycoplasma mobile のモーターを構成するタンパク質MMOB1620の構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sato, Aya Kodama, Hisashi Kudo, Koji Ooka, Syunji Suetaka, Yuuki Hayashi, Munehito Arai, Makoto Miyata
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] スピロプラズマの螺旋交換遊泳を駆動する内部リボン構造2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Sasajima, Takayuki Kato, Tomoko Miyata, Keiishi Namba, Makoto Miyata
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Structure of motor evolved by combination of F-ATPase and phosphoglycerate kinase for Mycoplasma mobile gliding2019

    • 著者名/発表者名
      Takuma Toyonaga, Takayuki Kato, Akihiro Kawamoto, Tasuku Hamaguchi, Keiichi Namba, Makoto Miyata
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] ATP合成酵素とPGKから進化したMycoplasma mobile 滑走モーターの構造2019

    • 著者名/発表者名
      豊永 拓真,加藤 貴之,川本 晃大,浜口 祐,古寺 哲幸,安藤 敏夫, 難波 啓一,宮田 真人
    • 学会等名
      日本マイコプラズマ学会第46回学術集会
  • [学会発表] マイコプラズマ・モービレの滑走運動:"あし"の結合力2019

    • 著者名/発表者名
      浜口 祐,川上 勝,古川 英光,宮田 真人
    • 学会等名
      日本マイコプラズマ学会第46回学術集会
  • [学会発表] Mycoplasma mobile 滑走運動の推進力2019

    • 著者名/発表者名
      水谷 雅希,イシル トゥルム,木下 佳昭,西坂 崇之,宮田 真人
    • 学会等名
      日本マイコプラズマ学会第46回学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 合成マイコプラズマsyn3.0BにおけるSpiroplasma eriocheiris 遊泳運動の再現2019

    • 著者名/発表者名
      木山 花,柿澤 茂行,宮田 真人
    • 学会等名
      日本マイコプラズマ学会第46回学術集会
  • [学会発表] Mycoplasma mobile の滑走に必須なタンパク質 Gli123 の二つの異なる構造2019

    • 著者名/発表者名
      松生 大輝,田原 悠平,浜口 祐,工藤 恒,林 勇樹,新井 宗仁,宮田 真人
    • 学会等名
      日本マイコプラズマ学会第46回学術集会
  • [学会発表] Spiroplasma eriocheiris 由来のアクチンホモログ"MreB"の重合的特徴2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 大地,宮田 真人
    • 学会等名
      日本マイコプラズマ学会第46回学術集会
  • [学会発表] スピロプラズマ螺旋交換遊泳運動をつかさどる内部螺旋リボン構造2019

    • 著者名/発表者名
      笹嶋 雄也,Isil Tulum,宮田 真人
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡が捕らえた!マイコプラズマモービレ滑走装置の動き2019

    • 著者名/発表者名
      小林 昂平,古寺 哲幸,田原 悠平,豊永 拓真,笠井 大司,安藤 敏夫,宮田 真人
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
  • [学会発表] 細胞骨格のらせんを反転して遊泳するスピロプラズマ2019

    • 著者名/発表者名
      宮田 真人,笹嶋 雄也,高橋 大地,木山 花,柿澤 茂行
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 「細胞骨格によって制御される細胞機能研究の 最前線」シンポジウムコンビーナー2019

    • 著者名/発表者名
      塩見 大輔,宮田 真人
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] Spiroplasma eriocheiris 遊泳に関係する MreB の重合特性2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 大地,児玉 彩,今田 勝巳,宮田 真人
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
  • [学会発表] Mycoplasma mobile の滑走に必須なタンパク質 Gli123 の二つの異なる構造2019

    • 著者名/発表者名
      松生 大輝,田原 悠平,浜口 祐,新井 宗仁,宮田 真人
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
  • [学会発表] Elucidating subunit composition of the motor evolved from ATP synthase for Mycoplasma mobile gliding2019

    • 著者名/発表者名
      豊永 拓真,加藤 貴之,川本 晃大,古寺 哲幸,安藤 敏夫, 難波 啓一,宮田 真人
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
  • [学会発表] マイコプラズマ・ガリセプティカム滑走運動の詳細測定2019

    • 著者名/発表者名
      水谷 雅希,宮田 真人
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/~miyata/index.html

  • [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] 立体模型の製造方法、及び立体模型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
    • 公開番号
      特開2019-15768

URL: 

公開日: 2021-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi