神経接合部の階層縦断的運動計測による情報伝達機構の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24770147
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 公益財団法人高輝度光科学研究センター
• 研究代表者: 関口 博史 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (00401563)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 1分子計測 / ナノ結晶 / 分子内運動 / 構造変化 / 揺らぎ

研究概要

情報伝達に関わる受容体の1分子内運動と集合体・並進的運動を時間スケール縦断的に計測する手法開拓を目指し、X線１分子追跡法(DXT)の高速化および高度化を行った。プローブとなる金ナノ結晶の良質化、小型化および機能化、そして高速カメラ・高速シャッタ導入による計測システムの最適化に取り組み、高速測定(10μs/f)を実現し、アセチルコリン受容体がアゴニスト作用時にねじれ運動と傾き運動が活性化すること、アンタゴニスト作用時に不活性化することがわかった。また、量子ドットのDXTプローブとしての利用可能性を検討した。量子ドット蛍光による並進運動計測とDXT・分子内運動計測の同期プローブとして期待される。

研究成果

• [雑誌論文] X線回折動画からのタンパク質1分子内部動態計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々木裕次, 一柳光平, 関口博史
  • 雑誌名: PF News 巻: Vol. 31 No.4 ページ: 15-21
• [雑誌論文] ATP dependent rotational motion of group II chaperonin observed by X-ray single molecule tracking (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sekiguchi, A. Nakagawa, K. Moriya, K. Makabe, K. Ichiyanagi, S. Nozawa, T. Sato, S. Adachi, K. Kuwajima, M. Yohda and Y. C. Sasaki
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 ページ: e64176
  • 査読あり
• [学会発表] Single Molecule Motion Maps of Open and Desensitization States of Nicotinic Acetylcholine Receptors (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Sekiguchi, M. Tokue, Y. Nishino, K. Ichiyanagi, N. Yagi, A. Miyazawa, T. Kubo, Y. C. Sasaki
  • 学会等名: 58th Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, USA
  • 年月日: 20140215-19
• [学会発表] Cooperative Motion of a Multi-subunit Protein Visualized by X-ray Single Molecule Tracking (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sekiguchi, Y. Yamamoto, A. Nakagawa, K. Moriya, M. Arita, K. Ichiyanagi, M. Yohda, N. Yagi and Y. C. Sasaki
  • 学会等名: 57th Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: Pennsylvania Convention Center, Philadelphia, PA, USA
  • 年月日: 20130202-06
• [学会発表] 3D Micro-second X-ray Single Molecule Tracking of Nicotinic Acetylcholine Receptor with Picometer Accuracy (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tokue, K .Hoshisashi, H. Sekiguchi, N. Yagi, K. Ichiyanagi, Y. Nishino, A. Miyazawa, T. Kubo, Y. C. Sasaki
  • 学会等名: 57th Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: Pennsylvania Convention Center, Philadelphia, PA, USA
  • 年月日: 20130202-06
• [学会発表] タンパク質複合体・協同的運動の1分子解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口博史, 山本陽平, 有田真優乃, 一柳光平, 野澤俊介, 佐藤篤志, 足立伸一, 養王田正文, 八木直人, 佐々木裕次
  • 学会等名: 第26回放射光学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20130112-15
• [学会発表] 高速X線1分子追跡法による複合体タンパク質・ダイナミクス計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口博史
  • 学会等名: 京都府立大学生命物理化学セミナー「蛋白質の動的挙動解明に向けた革新的分析手法」
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都第一会議室,京都市
  • 年月日: 2013-11-03
• [学会発表] 複合体タンパク質・分子内運動の高速1分子計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口博史, 山本陽平, 有田真優乃, 西野有里, 宮澤淳夫, 養王田正文, 八木直人, 佐々木裕次
  • 学会等名: 新学術領域「揺らぎと生体機能」「水和とATP」合同公開シンポジウム「ゆらぎと水−生命のエネルギーと機能の分子機構を探る」
  • 発表場所: 大阪ガーデンパレス
  • 年月日: 20120914-15
• [学会発表] Cooperativity analysis of multi-subunit proteins by 3D X-ray single molecule tracking (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sekiguchi, Y. Yamamoto, M. Ariga, Y. Nishino, K. Ichiyanagi, N. Yagi, A. Miyazawa, M. Yohda, Y. C. Sasaki
  • 学会等名: International workshop on 3D atomic imaging at nano-scale active sites in materials (3D-AINAS 2012)
  • 発表場所: Media hall in Kashiwa library, University of Tokyo, Chiba, JAPAN
  • 年月日: 20120806-08
• [備考]
  • URL: http://researchmap.jp/hisekiguchi/
• [備考] 3D-AINAS 2012, Best Poster Awards, H. Sekiguchi"Cooperativity analysis of multi-subunit proteins by 3D X-ray single molecule tracking"