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2018 年度 実績報告書

1分子運動解析によるレドックス感受性TRPの分子運動基盤

公募研究

研究領域酸素を基軸とする生命の新たな統合的理解
研究課題/領域番号 17H05539
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

三尾 和弘  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, ラボチーム長 (40470041)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワードTRPチャネル / 1分子運動解析 / X線回折
研究実績の概要

細胞のレドックス感受機構の解明を目的に、酸素感受性イオンチャネルであるTRPV1を題材として、その分子運動機構の実測技術の開発を行った。Spring-8白色X線を用いたX線1分子追跡法(DXT: Diffracted X-ray Tracking)では、タンパク質を金ナノ結晶で標識し、回折スポットの運動を3次元(傾斜、回転、時間)リアルタイム分析を行った。ケミカルリガンドであるカプサイシンに対する反応を検討したところ、時間軸におけるライフタイムフィルターを適用することにより、カプサイシン投与によりチャネル開方向に向けての運動バイアスを抽出することができた。一方、アンタゴニスト投与環境下では、逆方向の運動バイアスが検出され、ゲーティング時の分子内部運動を示すことができた。活性制御機構を理解するための基礎データを得ることができた。またカプサイシン非応答性の変異体を用いて運動計測を行ったところ、リガンドを投与しているにもかかわらず、アンタゴニスト投与時と同様の負の運動バイアスが検出された。
また実験室装置での分子運動解析を目的に、ピクセル輝度の自己相関係数から分子揺らぎを導出する、単色X線輝点明滅法(Lab-DXB: 輝点明滅法)を開発した。現在100ms程度のデータ取得まで可能で、細胞表面分子の計測も可能なため、新しいス創薬クリーニング装置としても期待できる。Lab-DXBを用いて、細胞上に発現しているイオンチャネルやGPCRなどの受容体の細胞上運動計測技術の確立にも成功したため、酸化還元培養環境下での分子運動解析を行った。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Expression of Ice-Binding Proteins in Caenorhabditis elegans Improves the Survival Rate upon Cold Shock and during Freezing2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kuramochi, Chiaki takanashi, Akari Yamauchi, Motomichi Doi, Kazuhiro Mio, Sakae tsuda, Yuji C. Sasaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: - ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42650-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural instability of lamin A tail domain modulates its assembly and higher order function in Emery-Dreifuss muscular dystrophy2019

    • 著者名/発表者名
      Muneyo Mio, Toshihiko Sugiki, Chie Matsuda, Hiroaki Mitsuhashi, Chojiro Kojima, Siu Yuen Chan, Yukiko K. Hayashi, Kazuhiro Mio
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 512 ページ: 22-28

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.02.138.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Diffracted X-ray Blinking Tracks Single Protein Motions2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sekiguchi, Masahiro Kuramochi, Keigo Ikezaki, Yu Okamura, Kazuki Yoshimura, Ken Matsubara, Jae-Won Chang, Noboru Ohta, Tai Kubo, Kazuhiro Mio, Yoshio Suzuki, Leonard M. G. Chavas, Yuji C. Sasaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 17090

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35468-3.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Assembly of protein complexes restricts diffusion of Wnt3a proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Takada Ritsuko、Mii Yusuke、Krayukhina Elena、Maruyama Yuusuke、Mio Kazuhiro、Sasaki Yoshikazu、Shinkawa Takao、Pack Chan-Gi、Sako Yasushi、Sato Chikara、Uchiyama Susumu、Takada Shinji
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 1 ページ: 165

    • DOI

      10.1038/s42003-018-0172-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] TRPV1 チャネルの 1 分子内回転動態の決定2019

    • 著者名/発表者名
      藤村 章子,三尾 和弘,倉持 昌弘,関口 博史,三尾 宗代,久保 泰,佐々木 裕次
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会
  • [学会発表] 生きた細胞上のGPCR1分子動態計測2019

    • 著者名/発表者名
      石原 正輝,藤村 章子,一柳 光平,野澤 俊介,足立 伸一,深谷 亮,倉持 昌弘,三尾 和弘,佐々木 裕次
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会
  • [学会発表] 量子プローブを用いたタンパク質内部運動計測と電子顕微鏡構造解析の融合をめざして2019

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘
    • 学会等名
      日本農薬学会第44回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Detecting Intramolecular Dynamics of GPCRS using Diffracted X-Ray Blinking Technique2019

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘,石原 正輝,藤村 章子,倉持 昌弘,佐々木 裕次
    • 学会等名
      63th Annual Meeting of Biophysical Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Antagonist-Induced Clockwise Rotation in the TRPV12019

    • 著者名/発表者名
      藤村 章子,三尾 和弘,倉持 昌弘,関口 博史,三尾 宗代,久保 泰,佐々木 裕次
    • 学会等名
      63th Annual Meeting of Biophysical Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Rotational motion of Single TRPV1 upon Gating2018

    • 著者名/発表者名
      藤村 章子,三尾 和弘,倉持 昌弘,関口 博史,三尾 宗代,久保 泰,佐々木 裕次
    • 学会等名
      The 49th NIPS International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] X線1分子追跡法によるTRPV1チャネル回転動態の決定2018

    • 著者名/発表者名
      藤村 章子,三尾 和弘,倉持 昌弘,関口 博史,三尾 宗代,久保 泰,佐々木 裕次
    • 学会等名
      第41回分子生物学会
  • [学会発表] 時分割X線回折ブリンキングによる生体内1分子動態の観察2018

    • 著者名/発表者名
      倉持 昌弘,石原 正輝,藤村 章子,戸井 基道,三尾 和弘,佐々木 裕次
    • 学会等名
      41回分子生物学会
  • [備考] 産総研・東大 先端オペランド計測技術オープンイノベーションラボラトリ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/operando-oil/

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公開日: 2019-12-27  

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