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2014 年度 実績報告書

ATP駆動サイボーグ回転分子モーターの創生

公募研究

研究領域生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現
研究課題/領域番号 26102507
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設)

研究代表者

飯野 亮太  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (70403003)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード分子モーター / 1分子計測
研究実績の概要

F1-ATPaseの固定子α3β3リングに二重鎖DNAを差し込み、DNA-F1複合体を形成することに成功した。負電荷を持つDNAをα3β3リングと静電的に相互作用させるため、正電荷を持つアルギニン残基を穴の内部と入り口に多数導入した。導入した二重鎖DNAの末端はあらかじめチオール修飾し、システイン残基を導入したαサブユニットと単結合で共有結合させることで抜けないようにした。また、二重鎖DNAの逆の末端には回転可視化プローブの金ナノロッドを結合させるためビオチンを導入した。DNA-F1複合体の形成は高速AFM観察や電気泳動、分光計測で確認した。固定子α3β3リングをHisタグを介してガラス基板に固定し、導入した二重鎖DNAに結合させた金ナノロッドをレーザー暗視野顕微鏡を用いたデフォーカス像により観察した。ATP存在下で、いくつかの金ナノロッドが一方向に大きくバイアスがかかった回転ブラウン運動をみせる様子を観察することに成功した。

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

F1-ATPaseの固定子α3β3リングと二重鎖DNAの複合体の形成に成功し、金ナノロッドをプローブに用いた一方向性の回転ブラウン運動の観察に成功した。

今後の研究の推進方策

DNA-F1複合体の回転運動の発見頻度の改善を試みる。また、一方向性の効率の改善も試みる。また、非天然アミノ酸を導入したF1-ATPaseの創生と1分子計測による特性解析を行う。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Key chemical factors of arginine finger catalysis of F1-ATPase clarified by an unnatural amino acid mutation2015

    • 著者名/発表者名
      Yukawa A, Iino R, Watanabe R, Hayashi S, Noji H
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 54 ページ: 472-480

    • DOI

      10.1021/bi501138b

    • 査読あり
  • [学会発表] 生体分子モーターを測る、壊す、創る2014

    • 著者名/発表者名
      飯野亮太
    • 学会等名
      シンポジウム「細胞のメゾスケール構造機能」
    • 発表場所
      京都府京都市(京都大学)
    • 年月日
      2014-12-13 – 2014-12-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Single-molecule imaging analysis of molecular motors2014

    • 著者名/発表者名
      Ryota Iino
    • 学会等名
      The 7th Korea-Japan Seminars on Biomolecular Sciences
    • 発表場所
      Seoul, Korea (KAIST)
    • 年月日
      2014-11-27 – 2014-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体分子モーターダイナミクスの1分子計測:構造解析と理論予測との協奏を目指して2014

    • 著者名/発表者名
      飯野亮太
    • 学会等名
      TCCI第5回研究会
    • 発表場所
      愛知県岡崎市(岡崎コンファレンスセンター)
    • 年月日
      2014-10-17 – 2014-10-17
    • 招待講演
  • [学会発表] DNAを巻き取る分子リール2014

    • 著者名/発表者名
      飯野亮太
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県奈良市(奈良県新公会堂)
    • 年月日
      2014-06-12 – 2014-06-12
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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