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2016 Fiscal Year Annual Research Report

協調的アメーバ運動を司る局所的膜電位ゆらぎの計測

Publicly Offered Research

Project AreaHarmonized supramolecular machinery for motility and its diversity
Project/Area Number 15H01335
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

森本 雄祐  国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究員 (50631777)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords細胞運動 / 膜電位 / 蛍光イメージング
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、細胞性粘菌などで見られるアメーバ運動において、局所的な膜電位変化が効率的な細胞運動とどのように関係しているかを分子レベルで明らかにすることを目的とし、膜電位の高時空間分解能イメージングにより、1細胞局所での自発的な膜電位ゆらぎの計測を行うことができる実験系の確立を目指した。これまでの研究によって、細胞性粘菌の自発的な膜電位変化を1細胞レベルで高感度に計測することが可能なイメージング手法を確立している。さまざまな細胞内イオン濃度と膜電位を同時計測することにより、膜電位変化に関わるイオンの特定にも至っている。また、オプトジェネティクスを応用した光操作手法を用いて自発的膜電位変化に関与している細胞内イオン濃度を制御することで、膜電位を人為的に操作することが可能となっている。光操作した膜電位変化に追従して細胞運動が変化することから、膜電位変化と細胞運動が直接的に関係していることが明らかとなってきている。本研究課題で開発や改良を行なった高感度での膜電位や細胞内イオンのイメージング手法は、広くさまざまな細胞に応用できることを目指しており、領域内の共同研究としてバクテアべん毛Ⅲ型輸送装置のイオン透過活性や(Minamino et al., 2016)、タンパク質の膜透過に働くSecDFのプロトン等活性の測定なども行なっている(Frukawa et al., 2017)。今後も、さまざまな研究対象に本研究の成果を適用していこうと考えている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Measurements of free-swimming speed of motile Salmonella cells in liquid media2017

    • Author(s)
      Yusuke V. Morimoto, Keiichi Namba, Tohru Minamino
    • Journal Title

      Bio-protocol

      Volume: 7 Pages: e2093

    • DOI

      DOI:10.21769/BioProtoc.2093

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Bacterial intracellular sodium ion measurement using CoroNa Green2017

    • Author(s)
      Yusuke V. Morimoto, Keiichi Namba, Tohru Minamino
    • Journal Title

      Bio-protocol

      Volume: 7 Pages: e2092

    • DOI

      DOI:10.21769/BioProtoc.2092

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Stoichiometry and turnover of the stator and rotor2017

    • Author(s)
      Yusuke V. Morimoto, Tohru Minamino
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: 1593 Pages: 203-213

    • DOI

      doi: 10.1007/978-1-4939-6927-2_16.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Straight and rigid flagellar hook made by insertion of the FlgG specific sequence into FlgE2017

    • Author(s)
      Koichi D. Hiraoka, Yusuke V. Morimoto, Yumi Inoue, Takashi Fujii, Tomoko Miyata, Fumiaki Makino, Tohru Minamino, Keiichi Namba
    • Journal Title

      Scientific reports

      Volume: 7 Pages: 46723

    • DOI

      DOI: 10.1038/srep46723

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tunnel Formation Inferred from the I-Form Structures of the Proton-Driven Protein Secretion Motor SecDF2017

    • Author(s)
      Arata Furukawa, Kunihito Yoshikaie, Takaharu Mori, Hiroyuki Mori, Yusuke V. Morimoto, Yasunori Sugano, Shigehiro Iwaki, Tohru Minamino, Yuji Sugita, Yoshiki Tanaka, Tomoya Tsukazaki
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 19 Pages: 1-7

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.celrep.2017.04.030

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] High-resolution pH imaging of living bacterial cell to detect local pH differences2016

    • Author(s)
      Yusuke V. Morimoto, Nobunori Kami-ike, Tomoko Miyata, Akihiro Kawamoto, Takayuki Kato, Keiichi Namba, Tohru Minamino
    • Journal Title

      mBio

      Volume: 7 Pages: e01911-16

    • DOI

      doi:10.1128/mBio.01911-16.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 細胞の集団運動に関わる電気化学ポテンシャル変化の 高感度イメージング2017

    • Author(s)
      森本雄祐、上田昌宏
    • Organizer
      日本物理学会第72 回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス、大阪府豊中市
    • Year and Date
      2017-03-18
    • Invited
  • [Presentation] DETECTION OF LOCAL PH DIFFERENCES IN LIVING BACTERIAL CELL BY HIGH-RESOLUTION PH IMAGING2017

    • Author(s)
      Yusuke V. Morimoto, Nobunori Kami-ike, Tomoko Miyata, Akihiro Kawamoto, Takayuki Kato, Keiichi Namba, Tohru Minamino
    • Organizer
      BLAST XIV
    • Place of Presentation
      Royal Sonesta Hotel, New Orleans, LA, USA
    • Year and Date
      2017-01-16 – 2017-01-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞機能に関わる細胞内pHの計測2016

    • Author(s)
      森本雄祐、上田昌宏
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場、茨城県つくば市
    • Year and Date
      2016-11-26
    • Invited
  • [Presentation] cAMPシグナルリレーにおける膜電位変化の計測と制御2016

    • Author(s)
      森本雄祐、上田昌宏
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場、茨城県つくば市
    • Year and Date
      2016-11-26
  • [Presentation] 細胞性粘菌における膜電位の計測と制御2016

    • Author(s)
      森本雄祐、上田昌宏
    • Organizer
      日本細胞性粘菌学会第6回例会
    • Place of Presentation
      上智大学、東京都千代田区
    • Year and Date
      2016-10-15
  • [Presentation] バクテリア1細胞内における局所pH差の計測2016

    • Author(s)
      森本雄祐, 上池伸徳, 宮田知子, 川本晃大, 加藤貴之, 難波啓一, 南野徹
    • Organizer
      研究会「理論と実験」2016
    • Place of Presentation
      広島大学、広島県東広島市
    • Year and Date
      2016-10-07
  • [Presentation] 協調的アメーバ運動を司る局所的膜電位ゆらぎの計測2016

    • Author(s)
      森本雄祐
    • Organizer
      新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」第4回領域全体会議
    • Place of Presentation
      長崎大学良順会館、長崎県長崎市
    • Year and Date
      2016-06-10
  • [Presentation] 単細胞・多細胞における高感度細胞内シグナルイメージング2016

    • Author(s)
      森本雄祐、上田昌宏
    • Organizer
      新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」第4回領域全体会議
    • Place of Presentation
      長崎大学良順会館、長崎県長崎市
    • Year and Date
      2016-06-08
  • [Presentation] 細胞性粘菌における多細胞動態イメージング2016

    • Author(s)
      森本雄祐
    • Organizer
      The 2nd RIKEN Quantitative and Developmental Biology Joint Workshop
    • Place of Presentation
      理化学研究所(神戸キャンパス)、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2016-04-19
    • Invited
  • [Presentation] 走化性シグナル伝達に伴う自発的膜電位変化2016

    • Author(s)
      森本雄祐
    • Organizer
      理研シンポジウム「細胞システムの動態と論理VIII」
    • Place of Presentation
      理化学研究所(和光キャンパス)、埼玉県和光市
    • Year and Date
      2016-04-15
  • [Remarks] 細胞内生体ナノマシン近傍のpH計測が可能に

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/namba-20161206/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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