バクテリアべん毛モーターによる回転機能発現の瞬間を観る

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20570147
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 井上 裕一 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50323499)
• 連携研究者: 石島 秋彦 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80301216) ; 福岡 創 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50447190)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 生物物理 / 分子モーター / マイクロ・ナノデバイス

研究概要

バクテリアべん毛モーターによる回転運動メカニズム解明を目指して、べん毛モーター1個による運動の高分解能計測を行った。モーターの基本特性としてトルク-速度関係を明らかにすると共に、開発した1分子計測用の温度制御システムを用いて計測した結果、トルクが高温時にステップ状に減少すること、さらには室温でステップ状に回復することを発見した。この結果は、トルク発生単位である固定子が、回転機能中にダイナミックに結合解離していることを示唆する。

研究成果

• [雑誌論文] Ishijima, Coordinated Reversal of Flagellar Motors on a Single Escherichia coli Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Shun Terasawa, Hajime Fukuoka, Yuichi Inoue, Takashi Sagawa, Hiroto Takahashi, and Akihiko
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: vol 100 ページ: 2193-2200
  • 査読あり
• [雑誌論文] wo 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, T
  • 雑誌名: European Biophysics Journal 巻: vol 40 ページ: 651-660
  • 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 巻: vol 49 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 巻: vol 394 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 巻: vol 192 ページ: 1740-1743
  • 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 巻: vol 22 ページ: 568-578
  • 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: Yuichi Inoue, Chien-Jung Lo, Hajime Fukuoka, Hiroto Takahashi, Yoshiyuki Sowa, Teuta Pilizota, George H. Wadhams, Michio Homma, Richard M. Berry, Akihiko Ishijima
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 巻: vol 376 ページ: 1251-1259
  • 査読あり
• [学会発表] バクテリアべん毛モーター運動の光制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上裕一
  • 学会等名: FIRST川合プロジェクト2010年度末報告会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-02-18
• [学会発表] Torque steps of the bacterial flagellar motor induced by temperature control (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue
  • 学会等名: International Symposium : Advanced Science and Technology for Single Molecular Analysis of DNA and Related Molecules
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-01-25
• [学会発表] Torque steps of the bacterial flagellar motor induced by heating (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Hajime Fukuoka, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: BLAST XI meeting (Bacterial Locomotion and Signal Transduction
  • 発表場所: USA, New Orleans
  • 年月日: 2011-01-21
• [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: 2010-11-18
• [学会発表] Analysis of torque steps of the bacterial flagellar motor induced by heating (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Hajime Fukuoka, 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: 2010-09-22
• [学会発表] 生物物理にとっての高速カメラ革新 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上裕一
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会ランチョンセミナー
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] バクテリアべ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
  • 年月日: 2010-06-24
• [学会発表] Torque steps in the temperature response of the chimeric bacterial flagellar motor (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Hajime Fukuoka, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: International Symposium of Joint Research Network on Advanced Materials and Devices 「彫」
  • 発表場所: 苫小牧市
  • 年月日: 2010-03-25
• [学会発表] キメラべん毛モーターの温度応答トルクステップ解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上裕一
  • 学会等名: べん毛研究交流会
  • 発表場所: 愛知県蒲郡市
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] Torque response of bacterial flagellar motor induced by transient heating (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Hajime Fukuoka, Akihiko Ishijima
  • 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: 2009-11-01
• [学会発表] Torque response of bacterial flagellar motor induced by reversible temperature change (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Hajime Fukuoka, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins Working in Biomembranes
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Torque response of bacterial flagellar motor induced by reversible temperature change (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Hajime Fukuoka, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: International Symposium of post-silicon materials and devices research alliance project
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2009-09-05
• [学会発表] 生体モーター運動活性の局所的熱変調 (2009)
  • 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4回班会議
  • 発表場所: 沖縄県名護市
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] Torque response of the Na+-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: 特定領域研究マルチスケール操作によるシステム細胞工学第7回公開シンポジウム
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] Temperature-dependence of torque generation of the Na+-driven chimeric flagellar motor and visualization of the stator proteins in E. coli (2009)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Ishijima, Yuichi Inoue, Hajime Fukuoka
  • 学会等名: Biophysical Society 53rd Annual Meeting
  • 発表場所: U. S. A., boston
  • 年月日: 2009-03-04
• [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 Transduction X)
  • 発表場所: Cuernavaca, Mexico
  • 年月日: 2009-01-18
• [学会発表] 温度変化によるキメラべん毛モーターの回転トルク応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上裕一, 武田訓昌, 福岡創, 高橋泰人, 石島秋彦
  • 学会等名: 2009年生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-01-11
• [学会発表] ナトリウム駆動型キメラべん毛モーターの温度依存性, 「ポストシリコン物質・デバイス創製基盤技術アライアンス」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井上裕一, 武田訓昌, 福岡創, 高橋泰人, 石島秋彦
  • 学会等名: 平成20年度成果報告会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2008-12-25
• [学会発表] Torque response of the Na+-driven chimeric flagellar motor in E. coli induced by reversible temperature change (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Kuniaki Takeda, Hajime Fukuoka, Hiroto Takahashi, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 博多市
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] Torque response of the Na^+-driven chimeric motor induced by reversible temperature change (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Inoue, Hajime Fukuoka, Akihiko Ishijima
  • 学会等名: The Fourth Workshop of the UK-Japan Bionanotechnology Collaboration
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] ナトリウム駆動型キメラべん毛モーターの温度依存性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井上裕一
  • 学会等名: 生物物理学会・東北支部会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2008-08-30
• [学会発表] ナトリウム駆動型キメラべん毛モーター変異体の運動性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井上裕一, Chien-Jung Lo, 福岡創, 高橋泰人, 曽和義幸, 本間道夫, Richard M. Berry, 石島秋彦
  • 学会等名: 第5回東北大バイオサイエンスシンポジウム
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2008-05-19
• [図書] 現代界面コロイド科学の辞典, GFPの基本的原理とその発展系 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石島秋彦, 井上裕一, 福岡創
  • 総ページ数: 120-121
  • 出版者: 丸善社
• [図書] ナトリウム駆動型キメラべん毛モーターのトルク-スピード関係 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上裕一, 福岡創, 石島秋彦
  • 総ページ数: 292-293
  • 出版者: 生物物理
• [図書] ナノイメージング第5章 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石島秋彦, 井上裕一, 福岡創, 田中裕人
  • 出版者: エヌ・ティエス社
• [図書] 実用精密位置決め技術事典 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石島秋彦, 井上裕一, 福岡創, 田中裕人, 曽和義幸
  • 総ページ数: 639-645
  • 出版者: 産業技術サービスセンター
• [備考]
  • URL: http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/ishijima/paper.html