[細胞内ダイナミクス]2020年度採択課題

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栗栖 源嗣

光合成オルガネラ間コミュニケーションの動的分子基盤

研究代表者
栗栖 源嗣
主たる共同研究者
松田 祐介
研究概要

植物や藻類は強光下等でチラコイド膜のルーメンを酸性化することが知られている。本課題では,ルーメン酸性化の動的な構造基盤をNMRとMD計算で明らかにし,炭酸固定反応を加速する新規構造因子の構造・機能相関,更に葉緑体とピレノイドの2つの光合成オルガネラの間でチラコイド膜ルーメン酸性化の情報がどのように共有されるのか,動的な分子実態をX線結晶解析とクライオ電子顕微鏡を統合的に駆使して明らかにします。

濡木 理

細胞機能を担う超分子複合体の原子分解能ダイナミクス

研究代表者
濡木 理
 
主たる共同研究者
岡田 康志
藤芳 暁
研究概要

Prestin、CesA、SID超分子複合体に関して、濡木Gのクライオ電子顕微鏡単粒子解析および電子線トモグラフィー法による静的構造の決定、岡田Gの生細胞内での一分子計測技術や超解像顕微鏡法などの革新的顕微鏡技術を用いた動態解析、クライオ蛍光顕微鏡技術(藤芳G)を有機的に組み合わせ、細胞が構築され、運動し、恒常性が維持される生細胞中でのダイナミックな分子機構をリアルタイムかつ原子分解能で解明する。

野田 展生

多階層高次構造体群が駆動するオートファジーダイナミクス

研究代表者
野田 展生
 
主たる共同研究者
鈴木 邦律
辻 琢磨
研究概要

オートファジーは細胞が自身の一部を分解して再利用する基本的な生命現象の一つで、我々が健康に生きていくために必須の役割を担っています。オートファジーが起きる過程では細胞内で脂質膜の複雑な再編成が行われ、それは多階層の高次構造体群が担っていますが、その仕組みはよくわかっていません。本研究では、オートファジーの諸過程を必要最小限の因子を用いて試験管内で再現し、単純化することでメカニズムの本質に迫ります。

林 康紀

記憶を司るシナプス微小構造の時空間ダイナミクス

研究代表者
主たる共同研究者
浦久保 秀俊
大友 康平
松田 知己
研究概要

私達はCa2+/カルモジュリン蛋白質キナーゼII (CaMKII)がCa2+依存性に基質蛋白質と液液相分離(LLPS)を起こすことを発見し、これによりPSDの再構成されることがシナプス可塑性の本質であると考えました。そこで、精製蛋白質でこの性質を調べると同時に、超高解像度顕微鏡法、LLPSの光制御技術の開発、数理モデリングを組み合わせ、この仮説の妥当性を検討していきます。

東山 哲也

化学屈性を駆動する高次膜交通ダイナミクス

研究代表者
主たる共同研究者
池田 一穂
植村 知博
海老根 一生
研究概要

花粉管先端部全体の膜交通を単位小胞レベルで捉える光学系を構築・普及し、新規に同定したカーゴ分子群もしくは既知のカーゴ分子群の解析も含め、3次元で膜交通の時空間ダイナミクスを解明する。高精度な化学屈性を実現する高次膜交通の仕組みを解く。

廣瀬 哲郎

RNAによる非膜性構造体の形成と作動原理の確立

研究代表者
廣瀬 哲郎
 
主たる共同研究者
足達 俊吾
中谷 和彦
研究概要

真核細胞にはRNAを骨格にした非膜性構造体が存在します。本研究では、これらの構造体の的確な作動に必要な構造基盤の理解を通して、RNAが骨格として用いられている意義を明らかにします。そのために、超解像イメージングによる形態・物性解析、構成因子のオミックス解析、ソフトマター物理学を取り入れた構造体形成原理の確立に取り組みます。またRNAに直接相互作用する化合物で構造体を人為操作する技術を開発します。

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