(In Japanese)マイコプラズマ滑走運動の分子メカニズム
| Research report code | R070000216 | ||
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| File No. | R070000216 | ||
| Posted date | Apr 11, 2008 | ||
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| Report name | (In Japanese)マイコプラズマ滑走運動の分子メカニズム | ||
| Technology summary | (In Japanese)病原性のバクテリア（＝細菌）の1グループであるマイコプラズマは、片方の極に形成される膜突起でガラスなど固形物の表面にはりつき、はりついたまま一方向に動く“滑走運動”をおこないます（Fig.1：矢印は運動の方向。Gli349（後述）が赤く染めてある。スケールは2ミクロン）。マイコプラズマ＝モービレの場合、速度は毎秒2-4.5ミクロン（細胞長の約3-7倍）にも達します。しかし、どのマイコプラズマのゲノムを調べても、ミオシンなどのモータータンパク質の遺伝子も、運動性のバクテリアで一般的に見つかるべん毛や線毛などの遺伝子も見あたりません。これはマイコプラズマの滑走運動が、現在の生物学では説明できないミステリーであることを意味しています。本研究者はさきがけ研究開始時までに、マイコプラズマ＝モービレについて、膜突起基部（neckと命名）表面に局在する2つの巨大タンパク質が重要な役割を果たしていること、またフリーズフラクチャー電子顕微鏡法でneck部分に約50ナノメートルの“あし”の様な構造が観察されること、最大力が27ピコニュートンであることなどを明らかにしていました。本研究では、以下の (1)-(6) などに示す実験結果を得て、それをもとに滑走メカニズムのモデルを提案しました。 | ||
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Drawing
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| Published papers related |
(In Japanese)(1) Atsuko Uenoyama, Akiko Kusumoto, and Makoto Miyata,“Identification of a 349-kilodalton protein (Gli349) responsible for cytadherence and glass binding during Mycoplasma mobile gliding” Journal of Bacteriology, 186, 1537-1545, (2004) (2) Jake D Jaffe, Makoto Miyata, and Howard C Berg,“Energetics of gliding motility in Mycoplasma mobile” Journal of Bacteriology, 186, 4254-4261, (2004)（関連する図が表紙に採用された。） (3) Makoto Miyata and Jennifer D Petersen,“Spike structure at interface between gliding Mycoplasma mobile cell and glass surface visualized by rapid-freeze and fracture electron microscopy” Journal of Bacteriology, 186, 4382-4386, (2004) (4) Tsuyoshi Kenri, Shintaro Seto, Atsuko Horino, Yuko Sasaki, Tsuguo Sasaki, and Makoto Miyata,“Use of fluorescent-protein tagging to determine the subcellular localization of Mycoplasma pneumoniae proteins encoded by the cytadherence regulatory Iocus” Journal of Bacteriology, 186, 6944-6955, (2004) (5) Akiko Kusumoto, Shintaro Seto, Jake D Jaffe, and Makoto Miyata,“Cell surface differentiation of Mycoplasma mobile visualized by surface protein localization” Microbiology, 150, 4001-4008, (2004) (学会誌 Microbiology Today Feb 2005 の hot off the press に採りあげられた。） (6) Shintaro Seto, Tsuyoshi Kenri, Tetsuo Tomiyama, and Makoto Miyata,“Involvement of P1 adhesin in gliding motility of Mycoplasma pneumoniae as revealed by the inhibitory effects of antibody under optimized gliding conditions” Journal of Bacteriology, 187, 1875-1877, (2005)（関連する図が表紙に採用された。） (7) Yuichi Hiratsuka, Makoto Miyata, and Taro QP Uyeda,“Living microtransporter by uni-directional gliding of Mycoplasma along microtracks” Biochemical and Biophysical Research Communications, 331, 318-324, (2005) (8) Metsugi Shoichi, Atsuko Uenoyama, Jun Adan-Kubo, Makoto Miyata, Kei Yura, Hidetoshi Kono, and Nobuhiro Go,“Sequence analysis of gliding protein Gli349 in Mycoplasma mobile” Biophysics, 1, 33-43, (2005) (9) Shintaro Seto, Atsuko Uenoyama, and Makoto Miyata,“Identification of 521-kilodalton protein (Gli521) involved in force generation or force transmission for Mycoplasma mobile gliding” Journal of Bacteriology, 187, 3502-3510, (2005) (10) Atsuko Uenoyama and Makoto Miyata,“Identification of a 123-kilodalton protein (Gli123) involved in machinery for gliding motility of Mycoplasma mobile” Journal of Bacteriology, 187, 5578-5584, (2005) (11) Atsuko Uenoyama and Makoto Miyata,“Gliding ghosts of Mycoplasma mobile” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104, 12754-12758, (2005)（関連する図が表紙に採用された。）（コメンタリーに採りあげられた。）（2005年8月23-24日の、日本経済新聞夕刊、日経産業新聞朝刊、読売新聞朝刊、日刊工業新聞朝刊、9月9日の毎日新聞朝刊の、各紙で報道された。） (12) Jun Adan-Kubo, Atsuko Uenoyama, Toshiaki Arata, and Makoto Miyata,“Morphology of isolated Gli349, a leg protein responsible for glass binding of Mycoplasma mobile gliding revealed by rotary-shadowing electron microscopy” Journal of Bacteriology, 188, 2821-2828, (2006)（関連する図が表紙に採用された。） (13) Yuichi Hiratsuka, Makoto Miyata, Tetsuya Tada, and Taro QP Uyeda,“A microrotary motor powered by bacteria” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 103, 13618-13623, (2006) (14) Ryoichiro Nagai and Makoto Miyata,“Gliding motility of Mycoplasma mobile can occur by repeated binding to N-acetylneuraminyllactose (sialyllactose) fixed on solid surfaces” Journal of Bacteriology, 188, 6469-6475, (2006) (15) Makoto Miyata,“Gliding motility of mycoplasmas -A mechanism cannot be explained by current biology”- Blanchard, A. & Browning, G eds. Mycoplasmas: molecular biology, pathogenesis, and strategies for control. Horizon Biocience, Norfolk. 137-163, (2005) (16) Makoto Miyata and Hiroshi Ogaki,“Cytoskeleton of mollicutes” Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology, 11, 256-264, (2006) (17) 宮田真人「未知のメカニズム，マイコプラズマの滑走運動 -レールのないすべり運動？」生物物理，44, 218-221, (2004) (18) 宮田真人「マイコプラズマの滑走運動 -新たな生体運動メカニズム」蛋白質核酸酵素 (PNE), 50, 239-245, (2005) (19) 宮田真人「マイコプラズマの細胞運動メカニズム ATPで滑走するバクテリア」BioNics, 3, 52-58, (2006) (20) 宮田真人「マイコプラズマの滑走運動 -ここまでわかった未知の構造と生体運動メカニズム」顕微鏡，41, 39-44, (2006) (21) 宮田真人「電顕に期待するもの」細胞工学，25, 1186-1187, (2006) |
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