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(In Japanese)一方向性反応のプログラミング基盤

Research report code R000000124
Posted date Sep 30, 2002
  • (In Japanese)木下 一彦
  • (In Japanese)総合研究大学院大学数物科学研究科(岡崎国立共同研究機構 分子科学研究所)機能分子科学専攻分子動力学
Research organization
  • (In Japanese)慶應義塾大学理工学部
Report name (In Japanese)一方向性反応のプログラミング基盤
Technology summary (In Japanese)生命活動の根元を担うのは,たった1分子で機能を発揮する「分子機械」であり,この分子機械がどのような仕掛けで働くのか,分子内で何が起きているのかを光学顕微鏡の下で解明している。あらゆる生物の中に,分子1個の中で回転がおきている「回転モーター」があることを証明し,そのモーターの燃料消費(エネルギー変換)効率が100%近いこと,負荷の大きさによらず一定の力を出す仕組があることなど画期的な性質を持つことを見出した。さらに,分子機械の観察・操作に,蛋白質分子に比べて遥かに大きな目印ないしハンドルを結合させることが有効なことを提唱し,F1-ATPaseの逆回転によるATP合成を試みている。大きな目印の有効性の一例としてDNA1分子に結び目を作ることに成功した。顕微鏡システムの高機能,高精度化を図りながら,「回転モーター」の解析とDNA上を動くリニアモーターの研究を進めている。
Research field
  • Microscopic methods of living organisms
  • Proteins and peptides in general
  • Molecular structure
  • Nucleic acids in general
  • Enzyme in general
Published papers related (In Japanese)(1)Adachi, K., Kinosita, K. Jr., and Ando, T. Single-fluorophore imaging with an unmodified epifluorescence microscope and conventional video camera. J. Microscop. 195, 125-132 (1999).
(2)Miyata, H., Nishiyama, S., Akashi, K. and Kinosita, K Jr. Protrusive growth from giant liposomes driven by actin polymerization. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 2048-2053 (1999).
(3)Arai, Y., Yasuda, R., Akashi, K., Harada, Y., Miyata, H., Kinosita, K. Jr. and Itoh. H. Tying a molecular knot with optical tweezers. Nature 399, 446-448 (1999).
(4)Kato, H., Nishizaka, T., Iga, T., Kinosita, K. Jr. and Ishiwata. S. Imaging of thermal activation of actomyosin motors. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96, 9602-9606 (1999).
(5)Noji, H., Hasler, K., Junge, W., Kinosita, K. Jr., Yoshida, M., and Engelbrecht. S. Rotation of Escherichia coli F1-ATPase. Biochem. Biophys. Res. Commun. 260, 597-599 (1999).
(6)Miyata, H., Marriott, G. Akashi, K., Nishiyama, S., Ohki, K. and Kinosita, K. Jr. Cell deformation mechanism studied with actin-containing giant vesicle, a cell mimicking system. Giant Vesicles, P.L. Luisi and P. Walde, Eds, John-Wiley & Sons, pp.320-333 (2000).
(7)Akashi, K., Miyata, H. and Kinosita, K. Jr. Observation of a Variety of Giant Vesicles under an Optical Microscope. Giant Vesicles, P.L. Luisi and P. Walde, Eds, John-Wiley & Sons, pp.46-48 (2000).
(8)Kinosita, K. Jr. Real time imaging of rotating molecular machines. FASEB J. 13, S201-S208 (1999).
(9)Masaike, T., Mitome, N., Noji, H., Muneyuki, E., Yasuda, R., Kinosita, K. Jr., Yoshida, M. Rotation of F1-ATPase and the hinge residues of the β subunit. J. Exp. Biol. 203, 1-8 (2000)
Research project
  • Core Research for Evolutional Science and Technology;Genetic Programming
Information research report
  • (In Japanese)木下 一彦. 生命活動のプログラム 一方向性反応のプログラミング基盤. 戦略的基礎研究推進事業 平成11年度 研究年報.科学技術振興事業団, 2000. p.92 - 97.