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2010 年度 研究成果報告書

キメラ菌体によるバクテリアべん毛モーターのエネルギー変換・情報伝達機構の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 20370056
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 生物物理学
研究機関東北大学

研究代表者

石島 秋彦  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80301216)

研究期間 (年度) 2008 – 2010
キーワードバクテリア / 回転計測 / モータータンパク / 温度 / トルク
研究概要

大腸菌は外部からの受容体への刺激をべん毛モーターの回転を時計・反時計回りの転換を制御する内部の情報伝達に変換する機能を持つ.今回我々は,高速度ビデオカメラを用いてべん毛モーターの回転を取得し,同一セルの異なる二つのモーターの回転変換が,細胞内情報伝達物質,リン酸化CheY(CheY-P)によって制御されていることを見いだした.転換は非常に高い協同性を持ち,さらにはサブ秒の時間遅れを伴っていた.この時間遅れは,極の受容体からの位置に関連していた.この高い協同性はCheYの突然変異系であるcaCheYの発現により抑制された.さらに,この協同的な変換は脱リン酸化酵素であるCheZを必要とすることも明らかになった.今回の結果は,受容体からの一過的なシグナル濃度の上昇,減少が必要となる.このことはまるで濃度の変化が波のように伝わることを意味する.

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (25件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Coordinated Reversal of Flagellar Motors on a Single Escherichia coli Cell2011

    • 著者名/発表者名
      Shun Terasawa, Hajime Fukuoka, Yuichi Inoue, Takashi Sagawa, Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima
    • 雑誌名

      Biophysical Journal 4

      ページ: 2193-2200

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two methods of temperature control for single-molecule measurements.2011

    • 著者名/発表者名
      Matthew A.B.Baker, Yuichi Inoue, Kuniaki Takeda, Akihiko Ishijima, Richard M.Berry
    • 雑誌名

      European Biophysics Journal 5

      ページ: 651-660

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verification of Single-Molecule Imaging and Single-Molecule Measurements.2010

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Ishijima, Hajime Fukuoka, Yuichi Inoue.
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics 5

      ページ: 568-578

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adhesion Effects of a Guanidinium Ion Appended Dendritic "Molecular Glue" on the ATP-Driven Sliding Motion of Actomyosin.2010

    • 著者名/発表者名
      Kou Okuro, Kazushi Kinbara, Kuniaki Takeda, Yuichi Inoue, Akihiko Ishijima, Takuzo Aida.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie, International Edition 49(17)

      ページ: 3030-3033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exchange of rotor components in functioning bacterial flagellar motor.2010

    • 著者名/発表者名
      Hajime Fukuoka, Yuichi Inoue, Shun Terasawa, Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications 394(1)

      ページ: 130-135

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermosensing Function of the Escherichia coli Redox Sensor Aer.2010

    • 著者名/発表者名
      So-ichiro Nishiyama, Shinji Ohno, Noriko Ohta, Yuichi Inoue, Hajime Fukuoka, Akihiko Ishijima, Ikuro Kawagishi.
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology 192(6)

      ページ: 1740-1743

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sodium-dependent dynamic assembly of membrane complexes in sodium-driven flagellar motors.M.2009

    • 著者名/発表者名
      Fukuoka H, Wada T, Kojima S, Ishijima A, Homma
    • 雑誌名

      Mol Microbiol. 71

      ページ: 825-835

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Torque-speed relationships of Na+-driven chimeric flagellar motors in Escherichia coli.2008

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Y., Lo, C.J., Fukuoka, H., Takahashi, H., Sowa, Y., Pilizota, T., Wadhams, G.H., Homma, M., Berry, R.M., Ishijima, A.
    • 雑誌名

      J Mol Biol 376

      ページ: 1251-1259

    • 査読あり
  • [学会発表] Torque steps of the bacterial flagellar motor induced by heating.2011

    • 著者名/発表者名
      井上裕一, 福岡創, 石島秋彦
    • 学会等名
      BLAST XI meeting (Bacterial Locomotion and Signal Transduction)
    • 発表場所
      USA, New Orleans
    • 年月日
      20110116-20110121
  • [学会発表] 生体分子モーター活性の局所的熱変調2010

    • 著者名/発表者名
      井上裕一, 福岡創, 石島秋彦
    • 学会等名
      第36回日本生体エネルギー研究会・特定領域研究「革新的ナノバイオ」合同シンポジウム
    • 発表場所
      吹田市
    • 年月日
      20101118-20101120
  • [学会発表] Analysis of torque steps of the bacterial flagellar motor induced by heating.2010

    • 著者名/発表者名
      井上裕一, 福岡創, 石島秋彦
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      20100920-20100922
  • [学会発表] バクテリアベん毛モーターの温度応答解析と局所的熱変調2010

    • 著者名/発表者名
      井上裕一, 福岡創, 石島秋彦
    • 学会等名
      特定領域研究「膜超分子モーターの革新的ナノサイエンス」第5回班会議
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20100624-20100625
  • [学会発表] 偏光による蛍光分子の配向検出のための顕微鏡構築2010

    • 著者名/発表者名
      福岡創, 清水孝浩, 井上裕一, 高橋泰人, 石島秋彦
    • 学会等名
      第36回日本生体エネルギー研究会・特定領域研究「革新的ナノバイオ」合同シンポジウム
    • 発表場所
      吹田市
    • 年月日
      2010-11-18
  • [学会発表] Synchronous regulation of multiple flagellar motors on a single Escherichia coli cell2010

    • 著者名/発表者名
      Hajime Fukuoka, Shun Terasawa, Yuichi Inoue, Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-09-20
  • [学会発表] Direct observation of carbon nanotube in solution by surfactant-terminated fluorescent labeling.2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Matsutaka, Takeru Okada, Yuichi Inoue, Hajime Fukuoka, Shahbaz Khan, Shige H.Yoshimura, Akihiko Ishijima
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-09-20
  • [学会発表] Measurement of rotational behavior of flagellar motors in E. coli induced by caged serine.2010

    • 著者名/発表者名
      Yu Kikushi, Hajime Fukuoka, Yuichi Inoue, Hiroto Takahashi, Takahiro Muraoka, Kazushi Kimbara, Akihiko Ishijima
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-09-20
  • [学会発表] Diffusional motion analysis of water-dispersible and uniform carbon nanotubes in solution for drug delivery application.2010

    • 著者名/発表者名
      T.Okada, Y.Inoue, H.Orikasa, T.Kyotani, A.Ishijima
    • 学会等名
      3rd Carbon Nanotube Biology, Medicine and Toxicology Satellite Symposium 11th International Conference on the Science and Application ofNanotubes (NT10)
    • 発表場所
      Canada, Montreal
    • 年月日
      2010-06-27
  • [学会発表] Diffusional motion analysis of water-dispersible and uniform carbon nanotubes in solution for drug delivery application.2010

    • 著者名/発表者名
      T.Okada, Y.Inoue, H.Orikasa, T.Kyotani, A.Ishijima
    • 学会等名
      11th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • 発表場所
      Canada, Montreal
    • 年月日
      2010-06-27
  • [学会発表] Measurement of heat produced by a single brown adipocyte using bimetal cantilever2010

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sato, Masaya Toda, Takahito Ono, Akihiko Ishijima
    • 学会等名
      第62回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      大阪市
    • 年月日
      2010-05-19
  • [学会発表] 単一バクテリアにおける複数のべん毛モーターの走化性応答と相関2010

    • 著者名/発表者名
      石島秋彦
    • 学会等名
      第83回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2010-03-27
  • [学会発表] Simultaneous measurement of rotational movement of multiple flagella motor in a single cell2009

    • 著者名/発表者名
      Shun Terasawa, Hajime Fukuoka, Hiroto Takahashi, Yuichi Inoue, Akihiko Ishijima
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      日本,徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] Torque response of bacterial flagellar motor induced by transient heating2009

    • 著者名/発表者名
      井上裕一, 福岡創, 石島秋彦
    • 学会等名
      生物物理学会第47回年会
    • 発表場所
      徳島市
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] The chemotactic response and correlation of the multiple flagellar motors in a single bacterial cell2009

    • 著者名/発表者名
      福岡創, 井上裕一, 石島秋彦
    • 学会等名
      International Symposium "Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins"
    • 発表場所
      日本,京都
    • 年月日
      20090908-20090910
  • [学会発表] Torque response of bacterial flagellar motor induced by reversible temperature change2009

    • 著者名/発表者名
      井上裕一, 福岡創, 石島秋彦
    • 学会等名
      Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins Working in Biomembranes
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20090908-20090910
  • [学会発表] Torque response of bacterial flagellar motor induced by reversible temperature change2009

    • 著者名/発表者名
      井上裕一, 福岡創, 石島秋彦
    • 学会等名
      International Symposium of post-silicon materials and devices research alliance project
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      20090905-20090906
  • [学会発表] 光学顕微鏡を用いた細菌べん毛モーター1分子の観察および計測2009

    • 著者名/発表者名
      福岡創, 石島秋彦
    • 学会等名
      第82回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      日本,名古屋
    • 年月日
      20090312-20090314
  • [学会発表] Temperature-dependence Of Torque Generation Of The Na+-driven Chimeric Flagellar Motor And Visualization Of The Stator Proteins2009

    • 著者名/発表者名
      石島秋彦, 井上裕一, 福岡創
    • 学会等名
      In E.coli (Temperature-dependence Of Torque Generation Of The Na+-driven Chimeric Flagellar Motor And Visualization Of The Stator Proteins In E.coli) Biophysical Society 53rd Annual Meeting (Biophysical Society 53rd Annual Meeting)
    • 発表場所
      U.S.A.,Boston
    • 年月日
      20090228-20090304
  • [学会発表] Direct observation of steps in rotation of the bacterial flagellar motor (Direct observation of steps in rotation of the bacterial flagellar motor)2009

    • 著者名/発表者名
      石島秋彦
    • 学会等名
      Japan-Mexico Workshop on "Pharmacobiology" and "Nanobiology" (Japan-Mexico Workshop on "Pharmacobiology" and "Nanobiology")
    • 発表場所
      Mexico, Mexico City
    • 年月日
      20090225-20090226
  • [学会発表] TORQUE RESPONSE OF THE SODIUM-DRIVEN CHIMERIC FLAGELLAR MOTOR IN E.COLI INDUCED BY REVERSIBLE TEMPERATURE CHANGE.2009

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Inoue, Kuniaki Takeda, Hajime Fukuoka, Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima
    • 学会等名
      BLAST X (Bacterial Locomotion and Signal TransductionX)
    • 発表場所
      メキシコ
    • 年月日
      20090118-20090123
  • [学会発表] Visualization of exchange of rotor component in functioning bacterial flagellar motor2009

    • 著者名/発表者名
      Hajime Fukuoka, Shun Terasawa, Yuichi Inoue, Akihiko Ishijima
    • 学会等名
      BLAST X
    • 発表場所
      Mexico, Cuernavaca
    • 年月日
      20090118-20090123
  • [学会発表] Direct observation of steps in rotation of the bacterial flagellar2008

    • 著者名/発表者名
      石島秋彦
    • 学会等名
      JSPS-DST Asian Academic Seminar 2008
    • 発表場所
      India, Bangalore
    • 年月日
      20081226-20081230
  • [学会発表] ナノ計測、イメージング技術による、回転モーターの1分子計測(Single molecule measurement using nano-measurements and imaging technique)2008

    • 著者名/発表者名
      石島秋彦
    • 学会等名
      第46回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      日本,博多市
    • 年月日
      20081203-20081205
  • [学会発表] Torque response of the Na+-driven chimeric motor induced by reversible temperature change2008

    • 著者名/発表者名
      井上裕一, 福岡創, 石島秋彦
    • 学会等名
      The Fourth Workshop of the UK-Japan Bionanotechnology Collaboration
    • 発表場所
      日本,神戸
    • 年月日
      20080917-20080918
  • [図書] 現代界面コロイド科学の事典2010

    • 著者名/発表者名
      石島秋彦・井上裕一・福岡創
    • 総ページ数
      120-122
    • 出版者
      丸善出版

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公開日: 2012-01-26   更新日: 2016-04-21  

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