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2009 年度 実績報告書

細胞運動システムの階層的機能構築

研究課題

研究課題/領域番号 19207011
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, 教授 (10130866)

キーワード分子モーター / 1分子計測 / バイオナノゲージ / 光ピンセット / SPOC / ミクロ温度計 / アクチン / 細胞分裂装置
研究概要

本課題は、分子モーターシステムの"酵素機能に果たす力の役割"を1分子レベルから分子集合体、ひいては細胞に至るまでの、生体運動系の階層構造に着目して研究することにある。H.21年度は、1)アクチンフィラメントの上を一分子で歩行運動するMyosin Vについて、光ピンセットを用いて様々な方向に外力を加え、それに対するATP存在下での歩行運動の安定性や、ADP存在下での破断力測定を拠り所とした結合安定性を系統的に測定し、その結果をもとに安定な歩行運動機構を諭じた("Robust processivity of myosin V under off-axis loads. "Oguchi, Y., Mikhailenko, S.V., Ohki, T., Olivares, A.O., De La Cruz, E.M. & Ishiwata.S.(2010). Nature Chem.Biol.6 : 300-305)。またMyosin Vに限らず、Myosin IIやKinesinに関する1分子破断力測定の結果を纏めたレビューを発表した(Mikhailenko, S.V.ら)。2)カエル(Xenopus)卵の抽出液中で自己組織化される紡錘体(染色体分裂装置)のラグビーボール形状の維持機構を解明する目的で、一対のガラス微小針を顕微操作して長軸(極)方向に引っ張り変形を加え、その応答性を定量的に検討した。その結果、強制的な形態変形に対して、微小管の重合・脱重合やキネシン・ダイニン系のモーター活性を通じて、ラグビーボール形状を維持するように適応することが明らかになった。染色体を正確に2分配するという紡錘体の機能を遂行するためには、紡錘体の大きさではなく、ラグビーボール形状そのもの(それを維持する力のバランス)が重要であることを示唆するものである(諭文準備中)。

  • 研究成果

    (46件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (32件)

  • [雑誌論文] Molecular motors as an auto-oscillator2010

    • 著者名/発表者名
      Ishiwata, S., et al
    • 雑誌名

      HFSP J (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Potential Role of Actin Filament Polymerization/Depolymerization in Smooth Muscle Contration2010

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, M., et al.
    • 雑誌名

      Adapt.Med (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insights into the mechanisms of myosin and kinesin molecular motors from the single-molecule unbinding force measurements2010

    • 著者名/発表者名
      Mikhailenko, S.V., et al.
    • 雑誌名

      J Royal Soc.Interfface (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Titin-bbased regulation of diastolic and systolic function of mammalian cardiac muscle2010

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, N., et al.
    • 雑誌名

      J.Mol.Cell.Cadiol (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust processivity of myosin-V under off-axis loads2010

    • 著者名/発表者名
      Oguchi, Y., et al.
    • 雑誌名

      Nature Chemical Biology 6(4)

      ページ: 300-305

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Key residues on microtubule responsible for activation of kinesin ATPase2010

    • 著者名/発表者名
      Uchimura, S., et al.
    • 雑誌名

      EMBO J (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activated protein C prevents glutamate-and thrombin-induced activation of nuclear factor-kB in cultured hippocampal neurons2010

    • 著者名/発表者名
      Gorbacheva, L., et al.
    • 雑誌名

      Neurosci 165

      ページ: 1138-1146

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Actin oligomers at the initial stage of polymerization induced by increasing temperature under low ionic strength : Study with Small-angle X-ray scattering2010

    • 著者名/発表者名
      Sato, T., et al.
    • 雑誌名

      BIOPHYSICS 6

      ページ: 1-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] D-loop of actin differently regulates the motor function of myosins II and V2009

    • 著者名/発表者名
      Kubota, H., et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem 284

      ページ: 35251-35258

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endothelial protein C receptor is expressed in rat cortical and hippocampal neurons and is necessary for protective effect of activated protein C at glutamate excitotoxicity2009

    • 著者名/発表者名
      Gorbacheva, L., et al.
    • 雑誌名

      J.Neurochem 111

      ページ: 967-975

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 紡垂体の力学計測2009

    • 著者名/発表者名
      板橋岳志, 他
    • 雑誌名

      生物物理 49

      ページ: 250-251

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inter-sarcomere coordination in muscle revealed through individual sarcomere response to quick stretch2009

    • 著者名/発表者名
      Shimamoto, Y., et al.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A 106

      ページ: 11954-11959

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein kinase A-dependent modulation of Ca2+ sensitivity in fast skeletal muscle reconstituted with cardiac troponin2009

    • 著者名/発表者名
      Matsuba, D., et al.
    • 雑誌名

      J.Gen.Physiol 133

      ページ: 571-581

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purification of cytoplasmic actin by affinity chromatography using the C-terminal half of gelsolin2009

    • 著者名/発表者名
      Ohki, T., et al.
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun 383

      ページ: 146-150

    • 査読あり
  • [学会発表] Hierarchical chemo-mechanical feedback loop in bio-motile systems2010

    • 著者名/発表者名
      Ishimata, S., et al.
    • 学会等名
      International Symposium on" Fifty years of biophysics research at Nagoya University
    • 発表場所
      Nagoya University Japan
    • 年月日
      20100312-20100314
  • [学会発表] PROBING THE FORCE-BALANCING MECHANISM OF THE MEIOTIC SPINDLE IN XENOPUS EGG EXTRACTS2010

    • 著者名/発表者名
      Takagi, J., et al.
    • 学会等名
      Biophysical Society 54th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] MICROSCOPIC MEASUREMENT OF PERIODIC CROSS-BRIDGE FORMATION IN SKELETAL MYOFIBRIL2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木和也, et al.
    • 学会等名
      Biophysical Society 54th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] Regulation of Myosin Motility by D-Loop of Actin2010

    • 著者名/発表者名
      久保田寛顕, et al.
    • 学会等名
      Biophysical Society 54th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] Mxamining mechanical properties of vertebrate meiotic spindles2010

    • 著者名/発表者名
      Shimamoto, Y., et al.
    • 学会等名
      Biophysical Society 54th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] Key residues on microtubules responsible for activation of kinesin2010

    • 著者名/発表者名
      Uchimura, S., et al.
    • 学会等名
      Biophysical Society 54th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] Single sarcomere imaging by quantum dots(QDOTS)in the heart2010

    • 著者名/発表者名
      Terui, T., et al.
    • 学会等名
      Biophysical Society 54th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] Single sarcomere imaging in cardiomyocytes with quantum dots(QDOTS) : Physiological significance of SPOC in cardiac beat2010

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, N., et al.
    • 学会等名
      Biophysical Society 54th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] Theory on auto-oscillation of striated muscle(SPOC)2010

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., et al.
    • 学会等名
      Biophysical Society 54th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] Stepping motion of myosin V under off-axis laods2010

    • 著者名/発表者名
      小口祐伴, et al.
    • 学会等名
      Biophysical Society 54th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] Insights into the mechanism of force transduction in myosin V from the mutations in the converter2010

    • 著者名/発表者名
      Mikhailenko, S, V., et al.
    • 学会等名
      Biophysical Society 54th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] Self-organization in Biomotile Systems-Molecular motors, Auto-oscillation(SPOC)in muscle and Meiotic spindle &#82112010

    • 著者名/発表者名
      石渡信一, et al.
    • 学会等名
      1st POSTECH Workshop on Physics of Self-Organization in Bio/Nano-Systems
    • 発表場所
      Pohang, S.Korea
    • 年月日
      20100127-20100129
  • [学会発表] 拍動に伴う心筋細胞の熱産生イメージング2010

    • 著者名/発表者名
      瀬戸祐介, 他
    • 学会等名
      2010年生体運動研究合同班会議プログラム
    • 発表場所
      中央大学(東京)
    • 年月日
      20100109-20100111
  • [学会発表] 方錐体形状の左右対称について:非対称変形に対する応答性2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木和也, 他
    • 学会等名
      生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20100109-20100101
  • [学会発表] 顕微画像化法の開発と細胞構造・物性・機能の研究2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木団
    • 学会等名
      第2回 生物学・化学・情報科学融合のための戦略的先進理工学研究基盤の形成(FBT)・超専攻型融合テーマスタディクラスター教青(TSC-PBL)
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2010-01-23
  • [学会発表] Direct observation of interaction between sungle actin filament and myosin in skeletal myofibril2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木和也, et al.
    • 学会等名
      The 3rd Mechanobiology Workshop
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20091103-20091105
  • [学会発表] Mechanochemistry of Microtubule System : Single-Molecule Motors and Meiotic Spindle2009

    • 著者名/発表者名
      石渡信一, et al.
    • 学会等名
      The 3rd Mechanobiology Workshop
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20091103-20091105
  • [学会発表] 生体運動系の自動振動:変動するナノ機能空間2009

    • 著者名/発表者名
      石渡信一
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] ゲルゾリンC末端部位を使った細胞質アクチンのアフィニティ精製2009

    • 著者名/発表者名
      大木高志, 他
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] ミオシンVの頭部間協調性におけるレバーアームの役割2009

    • 著者名/発表者名
      小口祐伴, 他
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 細胞内の局所的な温度変化の測定とその解析2009

    • 著者名/発表者名
      大山廣太郎, 他
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 張力のかかったアクチンフィラメント上でのミオシンV-分子運動2009

    • 著者名/発表者名
      久保田寛顕, 他
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 細胞内アクチンのSS結合による二量体の研究2009

    • 著者名/発表者名
      福原大裕, 他
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 正常おろび心筋症におけるSPOCの研究2009

    • 著者名/発表者名
      山根光智, 他
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 肥満細胞の脱顆粒メカニズム:アクチン骨格再構成での活性化タンパク質Cの役割2009

    • 著者名/発表者名
      小野文睦, 他
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 活性化レベルに依存する骨格筋自励振動現象の振舞い2009

    • 著者名/発表者名
      今野岳史, 他
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 分裂中期にある方錐体形状の左右相称制御2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木和也, 他
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 分裂期の Hela 細胞への局所温度勾配の効果2009

    • 著者名/発表者名
      元吉真広, 他
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] ミオシンVの運動性におけるトロポミオシンの役割2009

    • 著者名/発表者名
      石塚隼司, 他
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] Spontaneous Oscillatory Contraction : A functional assay of contractile function of human heart samples stored at -190℃2009

    • 著者名/発表者名
      dos Remedios, C.G., et al.
    • 学会等名
      ISHR/CSAN 2009
    • 発表場所
      Sydney
    • 年月日
      20090913-20090816
  • [学会発表] ヒト心筋における正常、病態の違い2009

    • 著者名/発表者名
      山根光智, 他
    • 学会等名
      筋生理の集い
    • 発表場所
      東京慈恵会医科大学(東京)
    • 年月日
      2009-12-19
  • [学会発表] 骨格筋原線維における微細振動2009

    • 著者名/発表者名
      今野岳史, 他
    • 学会等名
      筋生理の集い
    • 発表場所
      東京慈恵会医科大学(東京)
    • 年月日
      2009-12-19

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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