生命1次情報の高速収集とそれに基づく統合バイオサイエンスの展開

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13GS0016
• Research Institution: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities
• Principal Investigator: 永山 國昭 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 (70011731)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 泰生 京都大学, 大学院工学研究科, 教授 (80212265) ; 岡村 康司 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 (80201987) ; 宇理須 恒雄 分子科学研究所, 極端紫外光科学研究系, 教授 (50249950)
• Keywords: 電子顕微鏡 / 位相回復法 / DNAシーケンサー / チャネル / 蛋白質 / カルシウム / 電位センサー / バイオセンサー

Research Abstract

[複素顕微鏡]炭素膜を用いる位相板には物質透過に伴う電子線損失がある。この問題を解決し像の感度を上げるため無損失位相板の開発を試みた。Aharnov-Bohm効果を用いると、ベクトルポテンシャルが電子線の位相を変えるため電子線損失がない。ループ型微小磁石と棒型微小磁石の2つの位相板につきテストし、棒磁石型の場合無損失位相板が成功した。
[チャネル蛋白質]形質膜における、一酸化窒素(NO)センサーカチオンチャネルとして働くTRPC5による、NO感知の分子機構を明らかにした。TRPC5のチャネル腔を形成するpore領域近傍のシステイン残基を、NOはニトロシル化し、その結果生じるコンフォメーション変化により、空間的に近接する内部ゲートが開くことが示された。
[電位センサー蛋白質]イノシトールリン脂質のうちPIP2によって活性が変化することが知られているKチャネルを電位センサー分子(VSP)とともにアフリカツメガエル卵母細胞へ強制発現させ計測し、酵素活性が膜電位依存的に制御されることを見出した。更に電位センサードメインをもちボア領域を欠く別の膜タンパクがチャネル活性をもつことを示した。
ヒト電位依存性NaチャネルNav1.6分子の機能の多様性を明らかにするためアンキリンGとNav1.6を共発現させ不活性化に及ぼす影響を検討した。
[蛋白質機能素子作製]シリコン基板に微細貫通孔を形成する技術を開発し、ここに脂質二重膜/イオンチャンネル(グラミシジン)を再構成して単一イオンチャンネル電流を計測することに成功した。微細孔構造を工夫することで、シリコン基板として世界最小の雑音電流(貫通孔径50μmで〜1pA rms、テフロン基板と同程度)を得ることが出来た。

Research Products

• [Journal Article] Carboxysomes in Living Cyanobacterial Cell Visualized by Hilbert Differential Contrast Transmission Electron Microscopy (2006)
  • Author(s): Y.Kaneko, R.Danev, K.Nagayama, H.Nakamoto
  • Journal Title: J.Bacterol 188 Pages: 805-808
• [Journal Article] Self-assembly of nano-sized arrays on highly oriented thin films of poly (2006)
  • Author(s): M.Tosaka, M.Tsuji, T.Ogawa, H.Kitano, K.Nakano, S.Kohjiya, R.Danev, K.Nagayama
  • Journal Title: Polymer 47 Pages: 951-955
• [Journal Article] Ca^<2+>/calmodulin dependent myosin light chain kinase is essential for activation of TRPC5 channels expressed in HEK cells. (2006)
  • Author(s): Shimizu S, Yoshida T, Wakamori M, Ishii M, Okada T, Takahashi M, Seto M, Sakurada K, Kiuchi Y, Mori Y
  • Journal Title: J. Physiol. 570 Pages: 219-235
• [Journal Article] Phoneutria nigriventer _<(1)>-Phonetoxin IIA : A new tool for anti-calcium channel autoantibody assays in Lambert-Eaton myasthenic syndrome. (2006)
  • Author(s): Martin-Moutot N, Haro LD, Santos RG, Mori Y, Seagar M
  • Journal Title: Neurobiol. Dis. (in presss)
• [Journal Article] Intracellular-produced hydroxyl radical mediates H202-induced TRPM2 channel activation and cell death in rat β-cell line RIN-5F. (2006)
  • Author(s): Ishii M, Shimizu S, Hara Y, Hagiwara T, Miyazaki A, Mori Y, Kiuchi Y
  • Journal Title: Cell Calcium (in presss)
• [Journal Article] A functional AMPA receptor-calcium channel complex in the postsynaptic membrane. (2006)
  • Author(s): Kang, MG, Chen CC, Wakamori M, Hara Y, Mori Y, Campbell KP
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sec. USA (in presss)
• [Journal Article] A critical role of TRPM2 in neuronal cell death by hydrogen peroxide (2006)
  • Author(s): Kaneko S, Kawakami S, Hara Y, Itoh E, Minami T, Takada Y, Kume T, Katsuki H, Mori Y, Akaike A
  • Journal Title: J Pharmacol. Sci (in presss)
• [Journal Article] A novel protein with a voltage sensor domain is a voltage-gated proton channel (2006)
  • Author(s): M.Sasaki, M.takagi, Y.OKAMURA
  • Journal Title: Science(on line published) March 23
• [Journal Article] 膜電位を感じて活性を変化させるイノシトールリン脂質脱リン酸化酵素 (2006)
  • Author(s): 岡村康司, 村田喜理, 岩崎広英, 佐々木真理
  • Journal Title: タンパク質 核酸 酵素 51 Pages: 18-26
• [Journal Article] 電位センサーの動作原理と電位感受性酵素VSP (2006)
  • Author(s): 岡村康司
  • Journal Title: 細胞工学 25 Pages: 231-235
• [Journal Article] In vivo subcellular ultrastructures recognized with Hilbert-differential-contrast transmission electron microscopy (2005)
  • Author(s): Y.Kaneko, R.Danev, K.Nitta, K.Nagayama
  • Journal Title: J. Electr. Microsc 54 Pages: 79-85
• [Journal Article] Transfer doublet and an Elaborated Phase Plate Holder for 120kV Electro-Phase Microscope (2005)
  • Author(s): F.Hosokawa, R.Danev, Y.Arai, K.Nagayama
  • Journal Title: J. Electr. Microsc 54 Pages: 317-324
• [Journal Article] Depositions of lipid bilayers on OH-density -controlled silicon dioxide surfaces (2005)
  • Author(s): R.Tero, T.Urisu, H.Okawara, K.Nagayama
  • Journal Title: J. Vac. Sci. Technol A23 Pages: 751-754
• [Journal Article] Application of Phase Contrast Transmission Microscopic Methods to Polymer Materials (2005)
  • Author(s): M.Tosaka, R.Danev, K.Nagayama
  • Journal Title: Macromolesules 38 Pages: 7884-7886
• [Journal Article] FPL-64176 modification of Ca_v1.2 L-type calcium channels : dissociation of effects on ionic current and gating current. (2005)
  • Author(s): McDonough SI, Mori Y, Bean BP
  • Journal Title: Biophys. J. 81 Pages: 211-223
• [Journal Article] Comprehensive analysis of the ascidian genome reveals novel insights into the molecular evolution of ion channel genes (2005)
  • Author(s): Okamura Y, murata Y, Nakajo K, Iwasaki I, Ohtsuka Y, Tanaka-Kumisima M, Takahashi N, Hara Y, Yoshida T, Nisida M, Okado H, Watari H, Meinertzhagen IA, Nisnino A, Satoh N, Takahashi K, Satou Y, Okada Y, Mori Y
  • Journal Title: Physiological Genomics 222 Pages: 269-282
• [Journal Article] The non-selective cation permeating channel TRPC3 is a tetrahedron with a cap in the large cytoplasmic end (2005)
  • Author(s): Mio K, Ogura T, Hara Y, Mori Y, SatoC
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Comm. 333 Pages: 768-777
• [Journal Article] The role of canonical transient receptor potential 7 (TRPC7) in B-cell receptor-activated channels. (2005)
  • Author(s): Lievremont J-P, Numaga Y, Vazquez G, Lemonnier L, Hara Y, Mori E, Trebak M, Trebak M, Moss SE, Bird GS, Mori Y, Putney Jr JW
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 280 Pages: 35346-35351
• [Journal Article] Phosphoinositide phosphatase activity coupled to an intrinsic voltage sensor (2005)
  • Author(s): Y.Murata, H.Iwasaki, M.Sasaki, K.Inaba, Y.Okamura
  • Journal Title: Nature 435 Pages: 1239-1243
• [Journal Article] GABAergic synaptic transmission modulates swimming in the ascidian larva (2005)
  • Author(s): E.R.Brown, A.Nishino, Q.Bone, I.A.Meinertzhagen, Y.Okamura
  • Journal Title: Eur. J. Neurosci 22 Pages: 2541-2548
• [Journal Article] Tight junctions in Schwann cells of peripheral myelinated axons : a lesson from claudin-19-deficient mice (2005)
  • Author(s): T.Miyamoto, K.Morita, D.Takemoto, K.Takeuchi, Y.Kitano, T.Miyakawa, K.Nakayama, Y.Okamura, H.Sasaki, Y.Miyachi, M.Furuse, S.Tsukita
  • Journal Title: J Cell Biol. 169 Pages: 527-538
• [Journal Article] イオンチャネル遺伝子から見た生理機能の進化 (2005)
  • Author(s): 岡村康司
  • Journal Title: 海洋 41 Pages: 61-70
• [Journal Article] イオンの出入りを介さず膜電位シグナルを伝えるタンパク質Ci-VSP (2005)
  • Author(s): 岩崎広英, 村田喜理, 佐々木真理, 岡村康司
  • Journal Title: 実験医学 23 Pages: 2942-2944
• [Journal Article] Formation of high resistance supported lipid bilayer on the surface of Si substrate with micro electrodes in printing (2005)
  • Author(s): T.Urisu, Md.M.Rahman, H.Uno, R.Tero, PhD, Y.Nonogaki
  • Journal Title: Nanomedicine 1 Pages: 317-322
• [Journal Article] Orientation of avidin molecules immobilized on COOH-modified Si0_2/Si(100) surfaces (2005)
  • Author(s): N.Misawa, S.Yamamura, R.Tero, Y.Nonogaki, T.Urisu
  • Journal Title: Chem. Phys. Lett 419 Pages: 86-90
• [Journal Article] Giant Vesicle Fusion on Microelectrods Fabricated by Femto Second Laser Ablation Followed by Synchrotron Radiation Etching (2005)
  • Author(s): Md.M.Rahman, Y.Nonogaki, R.Tero, Yong-Hoon Kim, H.Uno, Zheng-Long Zhang, T.Yano, M.Aoyama, R.Sasaki, H.Nagai, M.Yoshida, T.Urisu
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys 44 Pages: L1207-1210
• [Journal Article] Supported lipid bilayer formation by the giant vesicle fusion induced by vesicle-surface electrostatic attractive interaction (2005)
  • Author(s): Yong-Hoon Kim, Md.M.Rahman, Zhen-Lon ero, T.Urisu
  • Journal Title: Chem. Phys. Lett (in press)
• [Book] Ad. Imaging Electr. Phys., vol.138, "Phase Contrast Enhancement with Phase Plates in Electron Microscopy" (2005)
  • Author(s): Kuniaki Nagayama
  • Total Pages: 63-146
  • Publisher: Academic Press
• [Book] イオンチャネルの発現制御機構(標準生理学、第6版) (2005)
  • Author(s): 岡村康司
  • Total Pages: 87-91
  • Publisher: 医学書院
• [Patent(Industrial Property Rights)] 電子顕微鏡用位相及びその製造方法 (2005)
  • Inventor(s): 氷山國昭
  • Industrial Property Rights Holder: 自然科学研究機構Nagayama IP Holdings, LLC
  • Industrial Property Number: 2005-321402
  • Filing Date: 2005-11-04
• [Patent(Industrial Property Rights)] 位相差電子顕微鏡装置 (2005)
  • Inventor(s): 永山國昭
  • Industrial Property Rights Holder: 自然科学研究機構Nagayama IP Holdings, LLC
  • Industrial Property Number: 2005-330374
  • Filing Date: 2005-11-15
• [Patent(Industrial Property Rights)] Method of Determining Base Sequence of DNA or RNA and DNA Sequencer. (2005)
  • Inventor(s): 永山國昭
  • Industrial Property Rights Holder: Nagayama IP Holdings, LLC
  • Industrial Property Number: 11/130,801(米国)
  • Filing Date: 2005-05-16
• [Patent(Industrial Property Rights)] 佐藤矩行, 岡村康司, 岩崎広英, 村田喜理 (2005)
  • Inventor(s): 岡村康司, 佐藤矩行, 岩崎広英, 村田喜理
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人京都大学, 自然科学研究機構, 佐藤矩行, 岡村康司, 岩崎広英, 村田喜理
  • Industrial Property Number: 国際、PCT/JP2005/8807
  • Filing Date: 2005-05-13
• [Patent(Industrial Property Rights)] 電位活性化がたプロトンチャネルを構成するタンパク質及びその利用法 (2005)
  • Inventor(s): 岡村康司, 佐々木真理
  • Industrial Property Rights Holder: 自然科学研究機構, 岡村康司, 佐々木真理
  • Industrial Property Number: 2005-255959
  • Filing Date: 2005-09-05
• [Patent(Industrial Property Rights)] タンパク質チップ、タンパク質チップ解析装置、及びタンパク質チップ解析方法 (2005)
  • Inventor(s): 宇理須恒雄, 鈴井光一
  • Industrial Property Rights Holder: 化学技術振興財団
  • Industrial Property Number: 国際、PCT/JP2005/008312
  • Filing Date: 2005-04-21