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2014 年度 実績報告書

タンパク質モーターによるオルガネラ輸送への非平衡統計力学関係式の応用

公募研究

研究領域理論と実験の協奏による柔らかな分子系の機能の科学
研究課題/領域番号 26104501
研究機関東北大学

研究代表者

林 久美子  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00585979)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード非平衡統計力学 / タンパク質モーター
研究実績の概要

研究目的は、柔らかい分子の代表であるタンパク質の揺らぎを含む運動を、理論と実験から調べることであった。これまでATP合成酵素の1部である回転タンパク質モーターF1-ATPaseで、非平衡統計力学の揺らぎの理論から回転トルクを測定することに成功してきた。本研究では、神経細胞軸索内でオルガネラ(細胞小器官)がタンパク質モーターに輸送される現象を対象にし、揺らぎの定理を実験に応用することを目指した(実験1)。理論の検証のための基礎実験の他に、神経細胞軸索輸送と類似した応用実験として、美容・医療分野と関連の深いメラニン色素の輸送を研究する計画(実験2)であった。
平成26年度は実験(1)に関して、キネシンのin vitro1分子実験で細胞環境に類似した高粘性下で、キネシンの個数を制御した実験を行うことを目指した。高粘性下の実験は先行研究 [Gagliano et al., Eur. Biophys. J (2010)]、モーター数を制御した実験は先行研究[Furuta et al., PNAS (2012)]を参考にして行った。実験(2)に関して、輸送に関連するモーターが同定されている魚類の色素細胞の培養を行い、メラノソームの運動を観察した。メラノソームの運動が高速カメラを用い、重心運動を高分解能に解析できるようになった。また、LabVIEWを用いたソフトを作成し、タイムコースの解析が容易になった。

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

現在、神経細胞の実験結果、kinesin-1のin vitro1分子実験の結果を論文にまとめているため。

今後の研究の推進方策

平成27年度はメラノソームの運動について、キネシンとダイニンの力-速度関係を調べる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] F-subunit reinforces torque generation in V-ATPase2014

    • 著者名/発表者名
      J. Kishikawa, A. Seino, A. Nakanishi, N. E. Tirtom, H. Noji, K. Yokoyama*, K. Hayashi
    • 雑誌名

      Euro. Biophys. J.

      巻: 43 ページ: 415-422

    • DOI

      10.1007/s00249-014-0973-x

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 回転電場を用いた F1-ATPase の一分子計測による 拡散の Giant acceleration の観察II2014

    • 著者名/発表者名
      林 龍之介 , 中村 修一 , 工藤 成史 , 佐々木 一夫 , 野地 博行 , 林 久美子
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌)
    • 年月日
      2014-09-27
  • [学会発表] 複数のキネシンによる協調的カーゴ輸送のメカニズムの解明2014

    • 著者名/発表者名
      澤入 尚人, 有賀 隆行, 岩城 光宏, 富重 道雄, 林 久美子
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌)
    • 年月日
      2014-09-27

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公開日: 2016-06-01  

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