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2012 年度 実績報告書

生物回転ナノマシン構成素子の機能イメージング

公募研究

研究領域少数性生物学―個と多数の狭間が織りなす生命現象の探求―
研究課題/領域番号 24115518
研究機関法政大学

研究代表者

曽和 義幸  法政大学, 生命科学部, 講師 (10519440)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワード細菌べん毛モーター / 分子モーター
研究実績の概要

細菌べん毛モーターは,細胞膜を介した電気化学的勾配にしたがって流入するイオンから得られるエネルギーを利用して,回転トルクを生み出す超分子複合体である.本研究では,生きている細胞内において機能しているモーター素子を蛍光標識し,その位置を追跡して,モーター機能のダイナミクスを直接的に観察することを目指している.
平成24年度は,(1) テトラメチルローダミンで蛍光染色したモータータンパク質の動きを細胞内において1分子レベルで観察すること,(2) 光活性化蛍光タンパク質を利用したPALM(photoactivated localization microscopy)を応用して個々のモーター素子のモーター内での配置を決定する系を開発すること,の2点を中心に研究を遂行した.まず,数分子のトラメチルローダミンでモータータンパク質を標識する条件を見出し,細胞内で機能する様子を捉えることができた.さらに,蛍光褪色にともなって,1分子のモータータンパク質の動きを観察することに実験例は少ないものの成功した.つぎに,活性化する蛍光タンパク質PA-GFPおよびmEOSをモータータンパク質と融合させて発現し,それらがモーター機能を保持することを確認した.また,作成した融合タンパク質の光活性化能について評価するために,全反射型蛍光顕微鏡システムに水銀ランプから紫外光を導入した.今後,作成した融合タンパク質の詳細な機能評価をおこなう予定である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

モーター機能を観察するのに最も重要となる1分子レベルでモーターを蛍光標識する条件の検討が順調に進んだため.また,領域研究の利点である情報交換によって光活性化蛍光タンパク質を利用した研究に進展もあったため.

今後の研究の推進方策

平成24年度に引き続いて蛍光観察の条件検討をおこなう.また,蛍光分子の追跡の精度がさらに必要であるため,現在進めているより比較的高い出力のレーザーの装置への組み込みを完成させて,5 nm程度の位置精度を目指す.これらを統合して,モーターの機能の可視化へと研究を展開する予定である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Microscopic analysis of bacterial motility at high pressure.2012

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, M.
    • 雑誌名

      Biophys. J.

      巻: 102 ページ: 1872-1880

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2012.03.033

    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamic conformational changes of flagellar filament observed by high-pressure microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, M.
    • 学会等名
      57th Annual Meeting of Biophysical Society
    • 発表場所
      Pennsylvania (アメリカ)
    • 年月日
      2013-02-06
  • [学会発表] Imaging of fluorescently labeled bacterial flagellar motor.2012

    • 著者名/発表者名
      Sowa, Y.
    • 学会等名
      “Paradigm Innovation in Biology: Novel Strategy and thinking”
    • 発表場所
      Taipei (台湾)
    • 年月日
      2012-10-16 – 2012-10-18
  • [学会発表] Intracellular dynamics of xenobiotic efflux proteins in Escherichia coli.2012

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, K.
    • 学会等名
      第50回生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県)
    • 年月日
      2012-09-24
  • [学会発表] Imaging of fluorescently-tagged motor components of bacterial flagella.2012

    • 著者名/発表者名
      Sowa, Y.
    • 学会等名
      第50回生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県)
    • 年月日
      2012-09-23
  • [学会発表] Rotational measurement of Na+-driven chimeric flagellar motor with tandem PomA.2012

    • 著者名/発表者名
      Che, Y-S
    • 学会等名
      第50回生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県)
    • 年月日
      2012-09-23
  • [学会発表] Dynamic conformational changes of flagellar filament observed by high-pressure microscopy.2012

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, M.
    • 学会等名
      第50回生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県)
    • 年月日
      2012-09-22
  • [図書] "The Rotary Bacterial Flagellar Motor." in Comprehensive Biphysics (Edward Egelman ed.)2012

    • 著者名/発表者名
      Sowa, Y.
    • 総ページ数
      50-71
    • 出版者
      Academic Press

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公開日: 2018-02-02  

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