単一タンパク質受容体のダイナミクス検出

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360014
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所
• 研究代表者: 鳥光 慶一 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 主席研究員 (00393728)
• 研究分担者: 住友 弘二 NTT物性科学基礎研究所, 主幹研究員 (30393747) ; 河西 奈保子 NTT物性科学基礎研究所, 主任研究員 (50393749)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: バイオエレクトロニクス

研究概要

本研究では、反応特異性と構造相関が明確な受容体タンパク質に着目し、単一受容体タンパク質のダイナミクスを計測評価することで、タンパク質の構造と機能の相関性を利用したデバイス基盤技術の構築を目指した。生理的環境下で生きた状態で、タンパク質の時空間的構造変化を高速AFM で画像化するとともに、脂質二分子膜中に組み込んだタンパク質の機能をナノホール構造で解析することにより、構造と機能に関するデバイスの基盤技術を確立することが可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Visualization of membrane protein suspended nanoscale well (2010)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一, 住友弘二, 古川一暁, H.Miyashita, Tamba, 河西奈保子, H. Nakashima, 鳥光慶一
  • 雑誌名: Appl.Phys.Express 3 ページ: 027002-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pattern formation and molecular transport of histidine-tagged GFPs using supported lipid bilayers (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Nakashima, 古川一暁, Y.Kashimura, 住友弘二, 篠崎陽一, 鳥光慶一
  • 雑誌名: Langmur 26 ページ: 12716-12721
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confinement of fluorescent probes in microwells on Si substrates by sealing with lipid bilayers (2010)
  • 著者名/発表者名: 住友弘二, Y.Tambal, 篠崎陽一, 鳥光慶一
  • 雑誌名: Appl.Phys.Express 3 ページ: 07001-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] AFM observation of single, functioning ionotropic glutamate receptors reconstituted in lipid bilayers (2010)
  • 著者名/発表者名: 河西奈保子, C.S.Ramanujan, I.Fujimoto, A.Shimada, J.F.Ryan, 鳥光慶一
  • 雑誌名: BBA Gen.Sub. 1800 ページ: 655-661
  • 査読あり
• [雑誌論文] AFM observation of membrane proteins suspended over CNT network (2009)
  • 著者名/発表者名: 住友弘二, 篠崎陽一, D.Takagi, H.Nakashima, 小林慶裕, 鳥光慶一
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys 48 ページ: 01AB08-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高速原子間力顕微鏡を用いた受容体の一分子イメージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一、住友弘二、津田誠、小泉修一、井上和秀、鳥光慶一
  • 雑誌名: 日薬理誌(Folia Pharmacol. Jpn) 134 ページ: 68-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct obervation of ATP-induced conformational changes of single P2X4 receptor/channel (2009)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一, 住友弘二, 津田誠, 小泉修一, 井上和秀, 鳥光慶一
  • 雑誌名: Plos Biol 7 ページ: e1000103-1-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] 受容体タンパク質の一分子観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 河西奈保子、C.S.Ramanujan, 篠崎陽一、住友弘二、J.F.Ryan、鳥光慶一
  • 雑誌名: 化学とマイクロンナノシステム 8 ページ: 1-6
• [雑誌論文] Single molecular imaging of receptor proteins (2009)
  • 著者名/発表者名: 河西奈保子, C.S.Ramanujan, 篠崎陽一, 住友弘二, J.F.Ryan, 鳥光慶一
  • 雑誌名: J.Soc.Chem.Micro-Nano Sys. 8 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and Electrical Properties of Organic Conductive Polymers Bearing Tetrathiafulvalene Backbone (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Kashimura, T.Goto, 古川一暁, E.Wang, H.Li, W.Hu, 鳥光慶一
  • 雑誌名: Mol.Cryst.Liq.Cryst. 504 ページ: 231-237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural signal transmission measurements with a conductive polymer microelectrode array (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Shimada, 河西奈保子, 古川一暁, T.Nyberg, 鳥光慶一
  • 雑誌名: IEEJ Trans.EIS 129 ページ: 267-271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanobio Research at NTT (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Toritmitsu
  • 雑誌名: NTT Technical Review 7 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Mg2+ on neural activity of rat cortical and hippocampal neurons in vitro (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川一暁, 河西奈保子, 鳥光慶一
  • 雑誌名: Magnes.Res. 22 ページ: 174S-181S
  • 査読あり
• [雑誌論文] AFM observation of membrane proteins suspended over CNT network (2009)
  • 著者名/発表者名: 住友弘二, 篠崎陽一, D.Takagi, H.Nakashima, 小林慶裕, 鳥光慶一
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 48 ページ: 08JB18-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elastic modulus of suspended purple membrane measured by atomic force microscopy applied surface science (2008)
  • 著者名/発表者名: A.M.Siitonen, K.Sumitomo, C.S.Ramanujan, Y.Shinozaki, N.Kasai, K.Furukawa, J.F.Ryan, K. Torimitsu
  • 雑誌名: Appl.Surf.Sci. 254 ページ: 7877-7800
  • 査読あり
• [雑誌論文] 単一分子レベルでのタンパク質の機能評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一、篠崎陽一、河西奈保子、住友弘二
  • 雑誌名: 応用物理 77 ページ: 530-533
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-spreading Behavior of Supported Lipid Bilayer through Single sub-100-nm Gap (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Kashimura, J.Durao, 古川一暁, 鳥光慶一
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys 47 ページ: 3248-3252
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Ca2+ on vesicle fusion on solid surface : An in vitro model of protein-accelerated vesicle fusion (2008)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一, A.M.Siitonen, 住友弘二, 古川一暁, 鳥光慶一
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys 47 ページ: 6164-6167
  • 査読あり
• [学会発表] Fast scanning AFM of ionotropic receptors (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一
  • 学会等名: Biophysical Society 55^<th> Annual Meeting
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 20110305-20110309
• [学会発表] Functional analysis of receptor protein for biomimetic device formation -structure and function- (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一
  • 学会等名: The 4th Mt.Lofty workshop frontier technologies for systemfunctioonn and repair
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 年月日: 20101217-20101219
• [学会発表] Functional analysis of receptor protein for biomimetic device formation -structure and function- (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一
  • 学会等名: 4th International Symposium Nanomedicine (ISNM2010)
  • 発表場所: Okazaki, Japan
  • 年月日: 20101128-20101201
• [学会発表] Conformational nanostructure analysis of receptor protein and its application for biomimetic device formation (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一, 篠崎陽一, Y.Furukawa, 河西奈保子, 住友弘二
  • 学会等名: Gordon Research Conferences, Nanostructure Fabrication
  • 発表場所: Tilton, USA
  • 年月日: 20100718-20100722
• [学会発表] Receptor Protein Based Nanobio-interface (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一
  • 学会等名: Asia-Pacific Symposium on Nanobionics
  • 発表場所: Wollongong, Australia
  • 年月日: 20100609-20100611
• [学会発表] Nanobiodevice architecture using receptor protein (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一
  • 学会等名: International Conference Nanoscience and Nanotechnology (ICONN 2010)
  • 発表場所: Sydney, Australia(Plenary talk)
  • 年月日: 20100222-20100226
• [学会発表] Understanding the Structure and Functions of Receptor Proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一, 篠崎陽一, 河西奈保子, A.Shimada, 住友弘二, C.Ramanujan, J.F.Ryan
  • 学会等名: International Conference on Nanoscience and Nanotechnology (ICONN 2010)
  • 発表場所: Sydney, Australia(invited)
  • 年月日: 20100222-20100226
• [学会発表] Understanding receptor protein structure and functions for biomimetic device (2009)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一
  • 学会等名: ISNM2009-2
  • 発表場所: Okazaki, Japan (Special talk)
  • 年月日: 20091104-20091109
• [学会発表] Direct visualization of single receptor dynamics : the relationship between molecular structure and physiology/pathology (2009)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一, 住友弘二, 津田誠, 小泉修一, 井上和秀, 鳥光慶一
  • 学会等名: ISNM2009-2
  • 発表場所: Okazaki, Japan
  • 年月日: 20091104-20091109
• [学会発表] AMPA receptors in laterally heterogeneous lipid bilayers (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Baranovic, C.S.Ramanujan, N.Kasai, 篠崎陽一, 鳥光慶一, J.F.Ryan
  • 学会等名: 39th annual meeting of the Society for Neuroscience, Neuroscience 2009
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20091017-20091021
• [学会発表] Orientation of AMPA receptors reconstituted into artificial lipid bilayer (2009)
  • 著者名/発表者名: 河西奈保子, T.Balois, C.S.Ramanujan, 篠崎陽一, 住友弘二, J.F.Ryan, 鳥光慶一
  • 学会等名: 39th annual meeting of the Society for Neuroscience, Neuroscience 2009
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20091017-20091021
• [学会発表] Neural signal measurements with a conductive- polymer microelectrode array (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Shimada, 河西奈保子, 鳥光慶一
  • 学会等名: XXXVI Int.Congress of Physiological Sciences, IUPS2009
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090727-20090801
• [学会発表] Structural observation of a single, reconstituted ionotropic glutamate receptor (2009)
  • 著者名/発表者名: 河西奈保子, C.S.Ramanujan, J.Baranovic, 篠崎陽一, A.Shimada, 住友弘二, J.F.Ryan, 鳥光慶一
  • 学会等名: XXXVI Int.Congress of Physiological Sciences, IUPS2009
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090727-20090801
• [学会発表] Dynamic structural changes in single P2X4 receptors observed with fast-scanning atomic force microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一, 住友弘二, 津田誠, 小泉修一, K.Inoue, 鳥光慶一
  • 学会等名: XXXVI Int.Congress of Physiological Sciences, IUPS2009
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090727-20090801
• [学会発表] Localization of P2X4 receptors in lipid raft-structure of an in vitro model of cell membrane (2009)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一, 住友弘二, 津田誠, 小泉修一, K.Inoue, 鳥光慶一
  • 学会等名: Fukuoka Purine 2009
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 20090723-20090725
• [学会発表] Molecular-scale detection of antigen-antibody reaction on 2D arrayed gold nanorods (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Nakashima, 古川一暁, 篠崎陽一, 住友弘二, 鳥光慶一
  • 学会等名: 83^<rd> ACS Colloid and Surface Science Symposium
  • 発表場所: New York, USA
  • 年月日: 20090614-20090619
• [学会発表] The preferential reconstitution of AMPA receptor proteins into model lipid domains incorporating cholesterol studied by atomic microscopy -an imaging and force spectroscopy study (2009)
  • 著者名/発表者名: C.S.Ramanujan, 河西奈保子, M.Suggit, J.Baranovic, 鳥光慶一, J.F.Ryan
  • 学会等名: Biophysical Society 53rd Annual Meeting
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20090228-20090304
• [学会発表] Niキレート脂質を含む混合脂質膜のドメイン構造形成とGFPの位置選択的固定化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中島寛、住友弘二、古川一暁、篠崎陽一、鳥光慶一
  • 学会等名: 第62回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 2009-06-15
• [学会発表] グリア細胞に発現するストレス応答に関わるATP受容体の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一,住友弘二,小泉修一、津田誠、井上和秀、鳥光慶一
  • 学会等名: 第13回神経科学領域における分子モニタリングシンポジウム
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2009-01-10
• [学会発表] Protein-based nanobio research for medical bionics (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Torimtisu
  • 学会等名: Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration
  • 発表場所: Sendai, Japan(invited)
  • 年月日: 20081219-20081220
• [学会発表] AFM observation of membrane proteins suspended over CNT network (2008)
  • 著者名/発表者名: 住友弘二, 篠崎陽一, D.Takagi, H.Nakashima, 小林慶裕, 鳥光慶一
  • 学会等名: 16th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy, ICSPM-16
  • 発表場所: Atagawa, Japan
  • 年月日: 20081211-20081213
• [学会発表] Receptor protein functions and its application for biomimetic device (2008)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一
  • 学会等名: The 5th Sweden-Japan Workshop on Bio-Nanotechnology
  • 発表場所: Stockholm, Sweden (invited)
  • 年月日: 20081123-20081127
• [学会発表] Nanobio-application in medical bionics (2008)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一
  • 学会等名: The Sir Mark Oliphant International Frontier of Science and Technology Conference Series -Medical bionics-
  • 発表場所: Lorne, Australia (invited)
  • 年月日: 20081116-20081119
• [学会発表] Structural change of an ionotropic glutamate receptor reconstituted into lipid bilayer (2008)
  • 著者名/発表者名: 河西奈保子, C.S.Ramanujan, J.Baranovic, 篠崎陽一, A.Shimada, 住友弘二, J.F.Ryan, 鳥光慶一
  • 学会等名: 38^<th> annual meeting of the Society for Neuroscience. Neuroscience 2008
  • 発表場所: Washington, DC
  • 年月日: 20081115-20081119
• [学会発表] AFM imaging of pore opening/dilation-related structural changes in P2X4 receptors (2008)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一, K.Sumitomo, 鳥光慶一
  • 学会等名: Workshop of the UK-Japan Bionanotechnology Collaboration
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20080917-20080918
• [学会発表] AFM observation of membrane proteins suspended over nanowells : structure and functional analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: 住友弘二, 篠崎陽一, 河西奈保子, H.Nakashima, A.M.Siitonen, 鳥光慶一, C.S.Ramanujan, J.F.Ryan
  • 学会等名: Workshop of the UK-Japan Bionanotechnology Collaboration
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20080917-20080918
• [学会発表] Reconstitution of AMPA receptors into lipid mixtures incorporating cholesterol (2008)
  • 著者名/発表者名: C.S.Ramanujan, 河西奈保子, K.Marwaha, M.Suggit, 鳥光慶一, J.F.Ryan
  • 学会等名: Workshop of the UK-Japan Bionanotechnology Collaboration
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20080917-20080918
• [学会発表] 原子間力顕微鏡を用いたNMDA受容体の一分子観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一, 住友弘二, 鳥光慶一
  • 学会等名: 第51回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20080911-20080913
• [学会発表] P2X4受容体のポア開閉及びポア拡大に関連する構造変化の観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一、住友弘二、津田誠、小泉修一、井上和秀、鳥光慶一
  • 学会等名: 第13回ATP・アデノシン研究会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 20080904-20080905
• [学会発表] CNTネットワーク上での膜タンパク質のAFM観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 住友弘二, 篠崎陽一, 高木大輔, 中島寛, 小林慶裕, 鳥光慶一
  • 学会等名: 第69回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 中部大学、愛知
  • 年月日: 20080902-20080905
• [学会発表] Ionotropic glutamate receptors in artificial membranes (2008)
  • 著者名/発表者名: J.Baranovic, C.S.Ramanujan, N.Kasai, 鳥光慶一, J.F.Ryan
  • 学会等名: Young Physiologists Symposium 2008
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 20080712-20080713
• [学会発表] Single receptor/channel imaging P2X4 receptor (2008)
  • 著者名/発表者名: 篠崎陽一, 住友弘二, 津田誠, 小泉修一, 井上和秀, 鳥光慶一
  • 学会等名: Purines 2008 Meeting
  • 発表場所: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 20080629-20080702
• [学会発表] Development of Nanobio Interface using Neurons and Receptor Proteins (2008)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一
  • 学会等名: Asia-Pacific Symposium on Nanobionics
  • 発表場所: Wollongong, Australia
  • 年月日: 20080622-20080625
• [学会発表] 単一分子レベルでの受容体タンパク質の機能観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 住友弘二, 篠崎陽一, 河西奈保子, 鳥光慶一
  • 学会等名: ナノプローブテクノロジー第167委員会第52回研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-11-26
• [図書] 分子エレクトロニクスの基盤技術と将来展望(第4章バイオ評価技術) (2009)
  • 著者名/発表者名: 鳥光慶一、島田明佳、古川由里子
  • 総ページ数: 14(319)
  • 出版者: シーエムシー出版
• [産業財産権] 脂質二分子膜基板 (2010)
  • 発明者名: 住友弘二、篠崎陽一、中島寛、島田明佳、河西奈保子、鳥光慶一
  • 権利者名: 日本電信電話株式会社
  • 産業財産権番号: 特許,特願2010-26703
  • 出願年月日: 2010-02-09
• [産業財産権] 膜タンパク質機能測定システムおよび膜タンパク質機能測定方法 (2009)
  • 発明者名: 篠崎陽一、住友弘二、河西奈保子、中島寛、鳥光慶一
  • 権利者名: 日本電信電話株式会社
  • 産業財産権番号: 特許,特願2009-169079
  • 出願年月日: 2009-07-17
• [産業財産権] 膜タンパク質機能測定基板および 膜タンパク質機能測定方法 (2008)
  • 発明者名: 篠崎陽一、住友弘二、中島寛、河西奈保子、鳥光慶一
  • 権利者名: 日本電信電話株式会社
  • 産業財産権番号: 特許,特願2008-296830
  • 出願年月日: 2008-11-20
• [産業財産権] 膜タンパク質の脂質膜内配向評価方法 (2008)
  • 発明者名: 河西奈保子、篠崎陽一、住友弘二、鳥光慶一
  • 権利者名: 日本電信電話株式会社
  • 産業財産権番号: 特許,特願2008-31994
  • 出願年月日: 2008-12-16