2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Spying minority in biological phenomena -Toward bridging dynamics between individual and ensemble processes- |
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| Project/Area Number |
23115004
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石島 秋彦 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80301216)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杤尾 豪人 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70336593)
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| Project Period (FY) |
2011-07-25 – 2016-03-31
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| Keywords | バクテリア / 走化性 |
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| Research Abstract |
細胞内における生体分子の化学反応は，非常に少数からなる密度の濃い状態での反応である．従って，生体内での生体分子の反応メカニズムを明らかにするためには，少数分子からなる有限時間，空間における反応を直接観察，計測し，その理論的考察まで含めた学問形態を確立する必要がある．本申請においては，高速ビデオカメラによるべん毛回転の観察法、ダイアモンドナノ粒子を用いた磁気共鳴共役蛍光観察法、細胞内ラマン分光など新規な測定方法を開発・適用することにより、細胞内外における少数分子の挙動について可能な限り定量的な情報を取得し、入力と出力との間の関係を定量的に表現し、分子間の協同性等を詳細に解析することを目論む．本研究では，これまでに構築した，ナノ計測システムとイメージングシステムを融合することにより，各モーター間の連携の様子，走化性シグナルからの情報伝達による回転の応答，外部刺激の変化による回転の応答，ケージド化合物を用いた局所的環境変化と細胞の応答との相関，遺伝情報の制御，発現の様子と回転との相関をこのマルチモーターの計測手法を用いて計測を試みる．
ケージド化合物を用いた外部刺激により，細胞の回転方向の割合（CW/(CW+CCW））が変化した．このことは，ケージド化合物による刺激により，受容体からの情報が細胞内部に発せられたことを示すものである（論文投稿中）．
また，CheYとGFPの融合タンパク質を発現し，モーターの回転とモーター基部体への結合の様子を同時に計測することを試みた．その結果，CW中に回転中心の蛍光強度が上昇することを見いだした．さらに，結合・解離の時定数，結合したCheYの分子数などを見積もることに成功した（Science Signalingに発表）．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
走化性応答に関しては，まとめたものを投稿した．しかし，3人のレビューアーからいくつかの指摘を受け，現在それらの指摘に対して変更を行っている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今までの研究から，細胞内情報伝達に関する知見をほぼ得ることができた．しかし，まだ手つかずのものが走化性レセプターの活性変化である．
現在，FRETを用いたレセプター活性の可視化を試みている．
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[Presentation] ケージドセリン光分解とべん毛モーター回転計測を用いた大腸菌走化性応答の高時間分解 能計測 (Response of flagellar motor rotation to photoreleased serine from caged-compound in an E. coli cell)2013
Author(s)
佐川 貴志 1, 福岡 創 1,2, 井上 裕一 1,2, 高橋 泰人 2, 石島 秋彦 1,2 (1 東北大学大学院生命科学研究科, 2 東北大学多元物質科学研究所) (Takashi Sagawa 1, Hajime Fukuoka 1,2, Yuichi Inoue 1,2, Hiroto Takahashi 2, Akihiko Ishijima 1,2 (1 Grad. Sch. Life Sci., Tohoku Univ., 2 IMRAM, Tohoku Univ.))
Organizer
第51回日本生物物理学会年会 (The 51st Annual Meeting of the BSJ)
Place of Presentation
日本,京都府
Year and Date
20130825-20130927
Invited
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