宮田 真人 (ミヤタ マコト)

MIYATA Makoto

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教授

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杉本キャンパス

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http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/~miyata/myco1.htm

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取得学位 【 表示 / 非表示

  • 大阪大学 -  理学博士

研究分野 【 表示 / 非表示

生物物理学, 細菌学

研究概要 【 表示 / 非表示

  • 細菌のひとつのグループであるモリクテス綱はフィルミクテス門から寄生生活により特化するように進化しました.彼らは多分,宿主の自然免疫システムから逃れるためにペプチドグリカン合成を止めましたが,結果として細菌の一般的な運動システムであるべん毛や線毛運動も失ってしまいました.その代わりに,3つの独自の運動システムを獲得しました.私は,1997年からこれらモリクテス綱の3種の運動メカニズムについて研究しています.

    魚病原性細菌であるマイコプラズマ・モービレは,菌体の片側に滑走の装置を形成し,固形物表面をすべるように動く‘滑走運動’を行います.この運動は毎秒4.5ミクロンにも達しますが,他の生体運動と根本的に異なるユニークなものです.私たちは1997年から現在までに,装置の構造,構成タンパク質,結合対象,エネルギー源,力学特性,などを明らかにし,次のようなメカニズムを提案しました.「ATP合成酵素に由来する特殊なモーターで発生した力が,外部表面に伝わる.その力は巨大な“クランク”タンパク質を介して,もうひとつの巨大な“あし”タンパク質450分子を動かし,宿主表面のシアル酸オリゴ糖を,つかみ,引っ張り,離すことにより,菌体を前に進める」

    2012年からは運動メカニズムを研究するために有用な急速凍結レプリカ電子顕微鏡法の開発を行い,この技術を世界中の共同研究者に提供しています.

研究キーワード 【 表示 / 非表示

スピロプラズマ, タンパク質 , マイコプラズマ, モリクテス綱 , 急速凍結レプリカ電子顕微鏡観察 , 滑走運動 , 遊泳運動 , 運動マシナリー, 遺伝子

研究歴 【 表示 / 非表示

  • 運動メカニズムを研究するために有用な急速凍結レプリカ電子顕微鏡法の開発

    (個人研究) 研究期間:

    2012年
    -
    現在

  • スピロプラズマ遊泳運動のメカニズム

    (個人研究) 研究期間:

    2011年
    -
    現在

  • マイコプラズマ滑走運動の分子メカニズム

    (個人研究) 研究期間:

    1997年
    -
    現在

  • マイコプラズマのDNA複製と細胞分裂

    (個人研究) 研究期間:

    1988年
    -
    1997年

  • 筋肉ミオシンの生化学的研究

    (個人研究) 研究期間:

    1982年
    -
    1988年

担当教育概要 【 表示 / 非表示

  • 大学院教育:細菌学,生化学,生物物理学に関する研究能力のある人材を育成している.外国籍のメンバーを積極的に受け入れ,研究室の公用語を英語にすることで研究室の国際化に努めている.メンバーそれぞれに国内外の学会で発表を行わせており,年間の発表回数はのべ36-66回に及ぶ(2013-2017年度実績).発表の多くが口頭発表に選ばれたり,学会賞を受賞したりと,実績を挙げている.日本人大学院生には積極的に学術振興会の特別研究員に応募させて実績を挙げている.それ以外にも共同研究先の他大学の大学院生の研究について助言を行っている.基本的に,全ての修士論文の内容はJournal of Bacteriologyなどの,当該分野権威の雑誌に掲載している.
    学部教育:生物理学では専門性と学際性の両面を持つ講義を行っている.毎回,小テスト,あるいは感想イラストを提出させることで受講生徒の意思疎通を図っている.理学部化学科など他学科からの受講も多く,約80名の受講があり,授業アンケートなどでも高評価を得ている.毎年2-3名の卒業研究生を指導し,卒業生の大半がそのまま進学し,前期博士課程学生として活躍している.

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 日本生物物理学会

  • アメリカ微生物学会

  • 国際マイコプラズマ学会

  • 日本マイコプラズマ学会

  • 日本細菌学会

委員歴等 【 表示 / 非表示

  • 2018年12月
    -
    2022年07月

    国際マイコプラズマ学会   2022年度国際マイコプラズマ学会学術集会長

  • 2018年06月
    -
    2020年12月

    日本生物物理学会   ウェブサイト委員長

  • 2018年04月
    -
    2019年12月

    日本生物物理学会   2019年日本生物物理学会年会実行委員長

  • 2017年06月
    -
    現在

    日本生物物理学会   理事

  • 2017年01月
    -
    現在

    Scientific Reports   編集委員

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受賞歴 【 表示 / 非表示

  • 11th Toyota Riken International Workshop on ''Actin Filament: beyond the atomic resolution structures'',ポスター賞

    Reconstitution of novel swimming in synthetic bacterium by five bacterial actins

    2019年11月27日   Toyota Physical and Chemical Research Institute

    受賞者:大学院生 木山 花

  • 第72回日本細菌学会関西支部総会,若手研究奨励賞

    ヒト肺炎マイコプラズマ1型菌と2型菌における滑走運動の比較

    2019年11月16日   日本細菌学会

    受賞者:大学院生 水谷雅希

  • 膜シンポジウム2019 ポスター賞

    大腸菌外膜小胞の分泌促進メカニズムの解析

    2019年11月12日   日本膜学会

    受賞者:澤邊朋美さん(市大工学研究科・尾島由紘准教授、東雅之教授共同研究)

  • 第57回日本生物物理学会,学生発表賞

    合成細菌におけるSpiroplasma eriocheiris遊泳運動の再現

    2019年09月26日   日本生物物理学会

    受賞者:大学院生 木山 花

  • 「ABiS イメージコンテスト2019」ユーモア部門賞

    2019年09月26日   日本生物物理学会

    受賞者:大学院生 佐藤宏樹

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現在の職務 【 表示 / 非表示

  • 大阪市立大学   理学研究科   生物地球系専攻   教授  

職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 2012年04月
    -
    2017年03月

      文部科学省科研費・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」   領域代表

  • 2006年10月
    -
    現在

      大阪市立大学   大学院理学研究科生物地球系専攻   教授

  • 2003年10月
    -
    2007年03月

      科学技術振興機構・戦略的創造研究推進事業・さきがけ   研究者

  • 2000年03月
    -
    2001年03月

      ローランド科学研究所およびハーバード大学   訪問学者

  • 1998年10月
    -
    2006年09月

      大阪市立大学   理学部生物学科   助教授

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出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 1983年04月
    -
    1988年03月

    大阪大学  理学研究科  生理学  博士課程

出身学校 【 表示 / 非表示

  • 1979年04月
    -
    1983年03月

    大阪大学  理学部  生物学科

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Current status of the website of the Biophysical Society of Japan.

    Miyata M

    Biophysical reviews  in press 2020年02月  [査読有り]  [招待有り]

  • Identification and sequence analyses of the gliding machinery proteins from Mycoplasma mobile.

    Tulum I, Kimura K, and Miyata M

    Scientific Reports  in press 2020年02月  [査読有り]

  • Tree of motility - A proposed history of motility systems in the tree of life.

    Miyata M, Robinson RC, Uyeda TQP, Fukumori Y, Fukushima S, Haruta S, Homma M, Inaba K, Ito M, Kaito C, Kato K, Kenri T, Kinosita Y, Kojima, Minamino T, Mori H, Nakamura S, Nakane D, Nakayama K, Nishiyama M, Shibata S, Shimabukuro K, Tamakoshi M, Taoka A, Tashiro Y, Tulum I, Wada H, and Wakabayashi K.

    Genes to Cells  25 ( 1 ) 6 - 21 2020年01月  [査読有り]

    DOI PubMed

  • Effects of Ligand and Solvent on the Synthesis of Iron Oxide Nanoparticles from Fe(acac)(3) Solution by Femtosecond Laser Irradiation

    Okamoto Takuya, Nakamura Takahiro, Tahara Yuhei O., Miyata Makoto, Sakota Kenji, Yatsuhashi Tomoyuki

    公益社団法人 日本化学会 Chemistry Letters  49 ( 1 ) 75 - 78 2020年01月  [査読有り]

     概要を見る

    <p>Synthesis of iron oxide nanoparticles (Fe-O NPs) from iron(III)acetylacetonate solution by femtosecond laser irradiation is reported. Fe-O NPs and carbon are agglomerated in <i>n</i>-hexane, while single-nanometer-sized dispersed Fe-O NPs are obtained in water. We propose that the choice of ligands and solvent determines the primary particle size distribution and dispersion states of NPs as well as carbon contaminants in laser-assisted synthesis using metal complexes as reactants.</p>

    DOI CiNii

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 5-1 原核生物と真核生物

    宮田 真人 (担当: 共著 )

    「動物学の百科事典」公益社団法人 日本動物学会編、丸善出版  2018年09月

     概要を見る

    日本動物学会編集による書下ろしの事典。1項目2頁/4頁の解説で、分類系統、遺伝、細胞、進化、発生、生理・神経系、内分泌、生体防御、行動、生態までの各分野と、さらには動物学の歴史、応用としてのバイオミメティクスをそれぞれ1章ずつ設け、動物学が一望できる。カラー口絵には多種多様な生きものの姿を掲載。

  • CSJレビュー26 分子マシンの科学 分子の動きとその機能を見る

    宮田 真人、南後 守、橋爪 章仁、原田 明 (担当: 共著 )

    化学同人  2017年08月

  • マイコプラズマの運動機構

    宮田 真人、神谷 茂 (担当: 共著 )

    「最新マイコプラズマ学」近代出版  2016年01月

  • Gliding mechanism of Mycoplasma pneumoniae subgroup -implication from Mycoplasma mobile-.

    Miyata M and Nakane D (担当: 共著 )

    Mollicutes: Molecular Biology and Pathogenesis. Browning G, Citti C (Ed.) Caister Academic Press.  2013年

  • Molecular mechanism of mycoplasma gliding - a novel cell motility system.

    Jacques Prost, Kinneret Keren, Herbert Levine, Marileen Dogterom, Sarah Rice, Makoto Miyata, Tanniemola B. Liverpool, Peter Lenz (担当: 共著 )

    Cell Motility, Lenz P (Ed.), Springer. NewYork  2007年11月

     概要を見る

    Cell motility is a fascinating example of cell behavior which is fundamentally important to a number of biological and pathological processes. It is based on a complex self-organized mechano-chemical machine consisting of cytoskeletal filaments and molecular motors. In general, the cytoskeleton is responsible for the movement of the entire cell and for movements within the cell. The main challenge in the field of cell motility is to develop a complete physical description on how and why cells move. For this purpose new ways of modeling the properties of biological cells have to be found. This long term goal can only be achieved if new experimental techniques are developed to extract physical information from these living systems and if theoretical models are found which bridge the gap between molecular and mesoscopic length scales. Cell Motility gives an authoritative overview of the fundamental biological facts, theoretical models, and current experimental developments in this fascinating area.

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その他記事(Misc) 【 表示 / 非表示

  • 【現代医学・生物学の先駆者たち】生理学・薬理学・生物物理学 殿村雄治(1923-1982) ATPエネルギー変換機構

    宮田 真人, 荒田 敏昭

    (公財)金原一郎記念医学医療振興財団 生体の科学  70 ( 5 ) 444 - 445 2019年10月  [査読有り]

     概要を見る

    <文献概要>殿村雄治教授は,生体内でATPの化学エネルギーが他のエネルギーに変換される過程の解明に大きく貢献した。北海道大学触媒研究所(1949-63年,教授は1958年から)と大阪大学理学部(1963-82年)で行われた研究はミオシンから始まり,カルシウムポンプ,ナトリウムポンプ,ダイニン,ATP合成酵素など多岐にわたった。数十名の研究者を様々な分野に送り出し,また多方面に影響を与えていたが,在職中の1982年に59歳の若さで急逝した。

  • 【高速AFM観察が可能にした細菌細胞のリアルタイム構造変化】高速AFMが捕らえた!Mycoplasma mobileの滑走装置

    小林 昂平, 古寺 哲幸, 田原 悠平, 豊永 拓真, 笠井 大司, 安藤 敏夫, 宮田 真人

    (公社)日本顕微鏡学会 顕微鏡  54 ( 2 ) 67 - 71 2019年08月  [査読有り]

     概要を見る

    Mycoplasma mobile(以下モービレ)は、ペプチドグリカン層を持たない、魚の病原細菌(単細胞の生物)である。モービレは固形物表面にはりつき、はりついたまま滑るように動く滑走運動を行う。滑走メカニズムにおいて、モービレの細胞表面にあるタンパク質でできた"あし"が、宿主細胞表面のシアル酸オリゴ糖を引き寄せ、菌体を前に進める。この滑走運動は、細胞内部にあるモーターがATPを加水分解することにより駆動されるが、ATPの加水分解によりモーターがどのような構造変化を起こすかは明らかになっていない。そこで本研究では、高速原子間力顕微鏡(以下高速AFM)を用いて、細胞内におけるモーターの動きを可視化することを目的とした。ガラス基板表面に貼り付けた細胞表面を高速AFMでスキャンすると、内部モーターと思われる粒状の構造がシート状に並んでいる様子が見られた。さらに、個々の粒子は滑走方向に対して右方向に8.2nmシフトする動きを示した。(著者抄録)

  • 「マイコプラズマ・モービレの滑走運動」,~運動マシナリーの多様性から見えるもの(前編)~

    宮田 真人

    生物工学会誌  96 ( 5 ) 200 - 203 2018年05月  [査読有り]  [依頼有り]

  • 特集によせて - 運動マシナリーの多様性から見えるもの (前編)-

    宮田 真人

    生物工学会誌  96 ( 4 ) 182 2018年04月  [査読有り]  [依頼有り]

  • 汎用3Dプリンターを用いた発光模型

    浜口 祐, 川上 勝, 宮田 真人

    一般社団法人 日本生物物理学会 生物物理  57 ( 4 ) 216 - 218 2017年  [査読有り]

    DOI CiNii

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • 「電子顕微鏡を用いた細菌の微細構造解析」シンポジウムコンビーナー

    本間 道夫,宮田 真人  [招待有り]

    第93回日本細菌学会総会  (名古屋市)  2020年02月  日本細菌学会

     概要を見る

    近年、電子顕微鏡による構造解析により、蛋白質の原子構造やウイルスの原子構造などが結晶解析によることなしに可能になってきている。本シンポジウムでは、最新の技術を駆使した電子顕微鏡による構造解析の実例について、細菌学分野を中心に紹介することで、今後の細菌学でのこの技術の応用と発展性を考えたい。

  • モリクテス綱細菌の運動超分子マシナリー

    宮田 真人,豊永 拓真,笹嶋 雄也,加藤 貴之,川本 晃 大,宮田 知子,難波 啓一  [招待有り]

    第93回日本細菌学会総会  (名古屋市)  2020年02月  日本細菌学会

     概要を見る

    Class Mollicutes, known as Mycoplasma and Spiroplasma, is a small group that evolved through the parasitic of phylum Firmicutes bacteria on animals and plants. Interestingly, the class Mollicutes bacteria have acquired three unique motility mechanisms. To date, we have shown that the gliding motility of Mycoplasma mobile has evolved from a combination of ATP synthase and an adhesin, and that the swimming motility of Spiroplasma has evolved from a combination of bacterial actin proteins MreB and Fibril. This time, we will discuss the structure and mechanism of supramolecular machinery for force generation in these two mechanisms, based on the latest analysis by electron cryomicroscopy.

    DOI

  • ヒト肺炎マイコプラズマ1型菌と2型菌における滑走運動の比較

    水谷 雅希,宮田 真人

    第93回日本細菌学会総会  (名古屋市)  2020年02月  日本細菌学会

     概要を見る

    Mycoplasma pneumoniae", a human-pathogen, binds to sialylated oligosaccharides which are major structures on animal cell surfaces and exhibit gliding motility. M. pneumoniae is classified into two-type strains, type 1 and type 2 based on the genome sequence of "P1 adhesin" which forms complex with sialic acid receptor, P90/P40. To characterize the differences in gliding motility of these types, we analyzed binding activity, gliding speed, and propulsion force for the standard strain of type1, M129 and that of type2, FH. The results showed that M129 had about 7.5-times higher binding activity on sialylated oligosaccharides fixed on glass surface than that of FH strain. The gliding speed of M129 and FH strains were 0.47 and 0.21 μm/s, respectively. Propulsion force, actually stall force measured by optical tweezers, of M129 and FH strains were 24.0 and 19.7 pN, respectively. These results indicated that M129 has higher gliding activity than FH strain. Next, we measured gliding speed and propulsion force under reduced binding conditions for M129 strain. The gliding speed decreased with the addition of free sialyllactose. Under 0.3 mM sialyllactose condition, M129 strain showed similar gliding speed and propulsion force to these of FH strain. These results suggest that the slower gliding speed and weaker propulsion force of
    FH than M129 strain were caused by weaker binding activity.

    DOI

  • 合成細菌syn3.0におけるスピロプラズマ遊泳運動の再現とその起源の探索

    木山 花,柿澤 茂行,宮田 真人  [招待有り]

    第93回日本細菌学会総会  (名古屋市)  2020年02月  日本細菌学会

     概要を見る

    Spiroplasma eriocheiris, a crustacean pathogenic bacterium exhibits unique swimming motility by reversing the cell helicity. This swimming motility should be acquired by the developments of five MreBs, actin homologs and Fibril protein, which are specific in the genus Spiroplasma. In this study, we focused on "the synthetic bacterium" created from Mycoplasma with a genome designed with only essential genes. Seven genes including genes encoding the above six proteins were introduced into the synthetic bacterium.
    Surprisingly, the synthetic bacterium originally without any motility showed cell morphology and swimming motility similar to Spiroplasma. Next, with the final goal of elucidating the origin of swimming motility, nonsense mutations were introduced into each of the seven genes. Cells depleted for MreB4 showed changes in the propagation of the helical shift. Cells depleted for MreB5 or MreB2 had a significantly reduced proportion of swimming cells: MreB5 depletion caused many cells with shorter helix pitches, and MreB2 depletion caused a round morphology like a tangled yarn with some motility. We will clarify the minimum set of genes essential for motility by removing more genes. Finally, the origin of motility might be clarified, by substituting Spiroplasma MreBs with ancestral
    proteins.

    DOI

  • 合成細菌syn3.0におけるスピロプラズマ遊泳運動の再現とその起源の探索

    木山 花,柿澤 茂行,宮田 真人

    第93回日本細菌学会総会  (名古屋市)  2020年02月  日本細菌学会

     概要を見る

    Spiroplasma eriocheiris, a crustacean pathogenic bacterium exhibits unique swimming motility by reversing the cell helicity. This swimming motility should be acquired by the developments of five MreBs, actin homologs and Fibril protein, which are specific in the genus Spiroplasma. In this study, we focused on "the synthetic bacterium" created from Mycoplasma with a genome designed with only essential genes. Seven genes including genes encoding the above six proteins were introduced into the synthetic bacterium.
    Surprisingly, the synthetic bacterium originally without any motility showed cell morphology and swimming motility similar to Spiroplasma. Next, with the final goal of elucidating the origin of swimming motility, nonsense mutations were introduced into each of the seven genes. Cells depleted for MreB4 showed changes in the propagation of the helical shift. Cells depleted for MreB5 or MreB2 had a significantly reduced proportion of swimming cells: MreB5 depletion caused many cells with shorter helix pitches, and MreB2 depletion caused a round morphology like a tangled yarn with some motility. We will clarify the minimum set of genes essential for motility by removing more genes. Finally, the origin of motility might be clarified, by substituting Spiroplasma MreBs with ancestral
    proteins.

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知的財産権 【 表示 / 非表示

  • 立体模型の製造方法、及び立体模型 [特許]

    特願 特願2017-130739  特開 特開2019-15768 

    発明(考案)者名: 浜口 祐,宮田 真人

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 病原細菌,Mollicutes綱における3種の運動メカニ ズム

    研究課題/領域番号:17H01544  基盤研究(A) 代表者

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2020年03月
     

     概要を見る

    高等動植物に寄生することで特殊な進化を達成した病原細菌,Mollicutes綱(モリクテス綱)は,小さなグループであるにもかかわらず,3種類ものユニークな運動メカニズムを有している.私たちはこれまでの独自の研究で,Mycoplasma mobile(以下,モービレと略)の滑走運動メカニズムのアウトラインを明らかにし,Mycoplasma pneumoniae(以下,ニューモニエと略)などの滑走運動とSpiroplasma eriocheiris(以下,スピロプラズマと略)などの遊泳運動のメカニズムの理解に大きく貢献してきた.本研究では,これら3種の運動メカニズム全てを,構造,反応,進化の面から徹底的に究明する.
    昨年度までにモービレとスピロプラズマの力発生装置の中核部分と,ニューモニエのあしの主なタンパク質の構造を,電子顕微鏡を用いることで高分解能で明らかにした.今後はこれらの研究を完成させると同時に,運動メカニズムを解明するために必須ではあるが,まだ明らかにしていない構造に取り組む.また,これらの構造に関する新しい知見を基に,蛍光顕微鏡,光ピンセット,高速原子間力顕微鏡,急速凍結レプリカ電子顕微鏡法などを駆使した実験を行い,化学反応とのカップリングや力の発生と伝達についても明らかにする.
    昨年度に成功した,合成細菌syn3Bにおけるスピロプラズマ遊泳運動の再構築系を最大限に活用し,タンパク質改変に基づいた解析と細胞観察と生化学の間を埋める実験系を確立し,この系を他の二つの運動メカニズムにも応用する. さらにこの系をメカニズム解明のみではなく,運動能獲得の進化の解明にも活用する.
    【モービレの滑走運動】
    滑走装置の内部構造を単離し,クライオ電子顕微鏡による観察と,コンピューターによる像の計算を行うことで,6.7オングストロームの分解能で構造を明らかにすること,その構造に5つの構成タンパク質のうち3つを割り当てることに成功した.その結果,モービレの滑走装置がATP合成酵素と,解糖系においてATPを合成しているホスホグリセリン酸キナーゼから進化したことが示された.また,この内部構造の動きを,菌体の高速原子間力顕微鏡観察によりとらえることに成功した.さらに,あしのタンパク質の受容体ドメインの特定に成功した.
    【ニューモニエの滑走運動】
    滑走のためのあしを形成する重要なタンパク質,P1アドヘジンの構造の溶液X線散乱によるモデリングに成功し,さらにクライオ電子顕微鏡による解析を行うことで分解能3.1オングストロームで構造を明らかにした.また,菌体膜を界面活性剤で透過化したモデル,滑走ゴーストの確立に成功し,直接のエネルギー源がATPであると結論づけた.
    【スピロプラズマの遊泳運動】
    スピロプラズマに共通して存在するFibrilタンパク質から構成される,遊泳装置の中核となるリボン構造を単離し,その構造とバリエーションを従来型の電子顕微鏡で解析した. 20オングストロームの分解能で構造を明らかにすることに成功し,スピロプラズマの遊泳メカニズムがリボン構造のねじれで説明できることを明らかにした.さらにこのタンパク質と,真核生物のアクチンとよく似たタンパク質であるMreBタンパク質5種類を,合成細菌syn3Bにて発現することにより遊泳運動を再現することに成功した.syn3Bは,ゲノム操作で知られるクレイグベンター研究所で2016年に開発された,人工ゲノムを持つ合成生命で,小さな球状の細菌で運動能はない.また,これら遊泳に関与すると考えられる5種類のMreBタンパク質それぞれを合成,精製して,生化学的な特徴づけを行った.
    【モービレの滑走運動】
    構成タンパク質の構造を,結晶化あるいは配列を基にした予想を行うことで,クライオ電子顕微鏡で得られた構造の全てに構成タンパク質を割り当てる.内部構造以外の部分については,単離したタンパク質の構造のみが明らかになっているため,複合体の単離と構造解析を行う.高速原子間力顕微鏡については,観察中に菌体が基板から外れることが問題となっているため,観察対象を菌体から滑走装置断片に変更し,ATP添加による動きの解析を行う.これまでに固形物表面にはりつけた菌のあしに光ピンセットで操作したビーズをつけてその動きと力を調べることに成功しているため,今後はこの方法を用いてあし1本の挙動を解明する.滑走に必要と考えられる約14のタンパク質をsyn3Bの系に発現し,装置と機能の構築を調べる.
    【ニューモニエの滑走運動】
    P1アドヘジンには,モノクローナル抗体による阻害,株間によるアミノ酸配列の違い,抗原性変化を起こす部位,などの数多くの研究者による興味深いデータが蓄積しているため,昨年度に得られた構造にアミノ酸配列を当てはめることでそれぞれの部位の機能を明らかにする.私たちは,以前に滑走装置の内部構造をクライオ電子顕微鏡で可視化したが,本年度はさらに高分解能での解析を行う.滑走に必要と考えられる約15のタンパク質をsyn3Bの系に発現し,装置と機能の構築を調べる.
    【スピロプラズマの遊泳運動】
    Fibrilタンパク質の構造をクライオ電子顕微鏡法で解析することで,分解能3オングストロームでの解明を行う.5種類のMreBタンパク質の生化学的な特徴づけを完成することと並行して,細胞膜やFibrilタンパク質との結合,重合・脱重合などのダイナミクスを単離した画分とsyn3Bの双方の系を用いて,光学顕微鏡により明らかにする.5種類のMreBの機能と遊泳における役割をsyn3Bの系を用いて明らかにする.

  • 運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性の総括

    研究課題/領域番号:17H06082  新学術領域研究(研究領域提案型) 代表者

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2018年03月
     

    分担者・その他:本間 道夫

     概要を見る

    1) 2017年9月13-14日に終了報告会を兼ねて国際研究集会,International Symposium on"Harmonized supramolecular motility machinery and its diversity"を名古屋大学で行い,領域の成果と今後の研究の方向性について議論した.19件の口頭発表と37件のポスター発表が行われた.さらに2017年9月19-21日に熊本で行われた日本生物物理学会年会においても,成果と今後について議論するシンポジウム,「メカニカルコミュニケーションが生み出す生体運動の多様性」を開催した.
    2) 領域のメインテーマであった,生命の樹における運動能の発生と進化について代表者が7回の学会発表,市民講座,日本生物物理学会学会誌の巻頭言などで発表を行い,問題提起を行った.
    3) 運動能の発生と進化について,28名の班員で議論とまとめを行い,英文総説,「Tree of Motility; Chronology of Motility Systems with the Tree of Life」としてまとめて投稿した.
    4) 領域で得られた研究成果を,日本化学会が編集する日本語のシリーズ本,CSJレビューと,日本工学会の学会誌,生物工学誌で,日本語の特集として発表した.
    5) 総括班で開発した3Dプリンターの生物学への応用の成果である,タンパク質模型の蛍光ラベルにかんする技術を「立体模型の製造方法、及び立体模型」というタイトルで特許として公開した.
    6) 総括班で開発した,微生物のための急速凍結レプリカ電子顕微鏡法を,引き続き各方面に提供した.それらの成果は,研究代表者との7件の共同研究として発表され,そのうち6件が学会賞を受賞した(学会発表の欄では1件のみを記載).
    平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
    平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 細菌のダイナミックな細胞骨格:その動作原理を求めて

    研究課題/領域番号:15H03712  基盤研究(B) 代表者

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2018年03月
     

    分担者・その他:田中 良巳, 宮田 真人, 中根 大介

     概要を見る

    本課題研究では、細菌スピロプラズマのユニークな遊泳運動を生み出す細胞変形の仕組みについて、いくつかの理論的成果を得た。特にリボン状の細胞骨格に関する構造生物学的データを元に連続体力学的モデルを構築し、細胞のらせん形状が生まれる仕組みとその形状を理論的に明らかにした。また、一細胞計測データをもとに細胞の剛性を決定した。さらに、弾性リボンのもつ新しい幾何力学的な性質をマクロ模型による実験と理論を組み合わせて明らかにし、細胞力学の観点からそれらの結果を議論した。本研究の成果は、細胞スケールにおいて運動性が創発するために力学がどのような役割を果たすか、というより基本的な問題に新しい知見をもたらす。

  • マイコプラズマ滑走運動のメカニズム

    研究課題/領域番号:24117002  新学術領域研究(研究領域提案型) 代表者

    研究期間:

    2012年06月
    -
    2017年03月
     

    分担者・その他:西坂 崇之

     概要を見る

    淡水魚の病原細菌,Mycoplasma mobile(モービレ)はその片側に滑走装置を形成し,ユニークなメカニズムで‘滑走運動’する.本研究ではこれまでの実験結果から提案した運動メカニズムの作業仮説,「滑走装置は4種類の新規巨大タンパク質から成る表面構造と,7種類のタンパク質から成る内部構造に分けられる.滑走装置からは長さ50ナノメートルのやわらかいあしが多数つきだしている.ATPの加水分解により装置に動きが生じ,あしのタンパク質が宿主細胞表面などのシアル酸オリゴ糖をつかんだり,ひっぱったり,はなしたりして,滑走運動が起こる.」に基づいた実験を行った.これまで不明であった内部構造とその動きを,蛍光タンパク質による標識,従来型電子顕微鏡法,クライオ電子顕微鏡法,高速原子間力顕微鏡法などで明らかにした.また,プラスチックビーズを,ガラス表面に固定した菌につかませることで,1本の動きを直接観察することに成功した.さらに遊離のシアル酸オリゴ糖を加えて働くあしの数を減らすことで,1本のあしの出す力が一般的なモータータンパク質の数分の1であることを突き止めた.
    モービレと同じモリクテス綱に属するヒト病原細菌,Mycoplasma pneumoniae(ニューモニエ)は同様に滑走運動を行うが,必須タンパク質などにモービレとの共通性はない.この滑走のあしとして働くP1 adhesinの構造を,クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析により,9オングストロームの解像度で明らかにした.さらに,モービレの研究で培った測定技術を応用することで,エネルギー源がATPであることを示した.
    これまでの結果を基に,マイコプラズマ属,さらには全生物における運動能獲得過程の議論を行った.

  • 運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性

    研究課題/領域番号:3407  新学術領域研究(研究領域提案型) 代表者

    研究期間:

    2012年06月
    -
    2017年03月
     

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その他資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 急速凍結レプリカ電子顕微鏡法を用いた,細菌ペプチドグリカン層ダイナミクスの可視化

    制度名:  公益信託医用薬物研究奨励富岳基金 (研究助成)  代表者

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2019年03月

  • 急速凍結レプリカ電子顕微鏡法の開発と微生物学などへの応用

    制度名:  大阪市立大学戦略的研究/重点研究 (学内研究費)  代表者

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2019年03月

  • 酵母育種株サンプルの電子顕微鏡観察

    制度名:  共同研究 (共同研究)  代表者

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2019年03月

  • ストリーマ放電を用いたマイコプラズマ不活性化の評価

    制度名:  共同研究 (共同研究)  代表者

    研究期間:

    2011年04月
    -
    2012年03月

 

担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 基礎医学研究推進コース

    (2019年度)大学 専門科目

  • 生物理学

    (2019年度)大学 専門科目

  • 専門生物学実験A

    (2019年度)大学 専門科目

  • 特別研究

    (2019年度)大学 専門科目

  • 細胞機能学特論Ⅱ

    (2019年度)大学院 専門科目

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教育活動実績 【 表示 / 非表示

  • 担当年度:2019年度

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    卒業論文審査数
    4名
    卒業論文審査数
    0件
    博士課程学生指導数(前期)
    5名
    博士課程学生指導数(後期)
    4名
    修士論文審査数(主査)
    3件
    修士論文審査数(副査)
    4件
    博士論文審査数(主査)
    1件
    博士論文審査数(副査)
    0件
  • 担当年度:2018年度

     詳細を見る

    卒業論文審査数
    2名
    卒業論文審査数
    0件
    博士課程学生指導数(前期)
    3名
    博士課程学生指導数(後期)
    4名
    修士論文審査数(主査)
    0件
    修士論文審査数(副査)
    5件
    博士論文審査数(主査)
    0件
    博士論文審査数(副査)
    0件
  • 担当年度:2017年度

     詳細を見る

    卒業論文審査数
    3名
    卒業論文審査数
    0件
    博士課程学生指導数(前期)
    2名
    博士課程学生指導数(後期)
    4名
    修士論文審査数(主査)
    2件
    修士論文審査数(副査)
    6件
    博士論文審査数(主査)
    0件
    博士論文審査数(副査)
    0件
  • 担当年度:2016年度

     詳細を見る

    卒業論文審査数
    3名
    博士課程学生指導数(前期)
    7名
    博士課程学生指導数(後期)
    0名
    修士論文審査数(主査)
    5件
    修士論文審査数(副査)
    4件
    博士論文審査数(主査)
    0件
    博士論文審査数(副査)
    1件
  • 担当年度:2015年度

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    卒業論文審査数
    2名
    卒業論文審査数
    0件
    博士課程学生指導数(前期)
    8名
    博士課程学生指導数(後期)
    1名
    修士論文審査数(主査)
    2件
    修士論文審査数(副査)
    5件
    博士論文審査数(主査)
    1件
    博士論文審査数(副査)
    1件

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社会貢献活動 【 表示 / 非表示

  • 朝日カルチャーセンター「市大・朝日連携講座」

    (中之島フェスティバルタワー)

    役割:講師

     対象:研究者, 社会人・一般 

    2019年07月
     
     

    主催者・発行元: 朝日カルチャーセンター 

     概要を見る

    「生きものって何?―議論していいんです!」というタイトルの講演を行った。

  • 生きものって何?―議論していいんです!

    (大阪市立大学 杉本キャンパス)

    役割:講師

     対象:高校生, 研究者, 社会人・一般 

    2019年04月
     
     

    主催者・発行元: 大阪市立大学大学院理学研究科・理学部  高校生のための市大授業 

     概要を見る

    138億年前のビッグバン以来、宇宙は膨張しつつあります。ところが40億年前に地 球で誕生した“生きもの”は、驚異的な速度と頻度で環境から物質やエネルギーや情報を取り込んでまとまったものを作りあげます。生きものとは一体、何でしょう?ひょっとすると、急速に蓄積しつつある現代生物学の情報の中に謎を解く鍵があるかもしれません。この授業では生きものを考える楽しさを、最先端の情報をもとにお話ししました。

  • 生きものって何?-シュレーディンガーからの宿題-

    (大阪市立大学・学術情報総合センター10階 大会議室)

    役割:パネリスト, 講師

     対象:大学生, 大学院生, 研究者, 社会人・一般 

    2019年01月
     
     

    主催者・発行元: 大阪市立大学大学院理学研究科・理学部  「サイエンス異種格闘技戦」ー 3人の異分野研究者によるガチンコ討論 ー 

     概要を見る

    「サイエンス異種格闘技戦」とは、地学、物理学、生物学の研究者3人が自然科学の興味深いテーマについて話題提供し、会場全体で主張を戦わせる討論会です。会場には100名を超える学生・教職員が集い、「プロフェッショナルが見せる科学の楽しみ方」を目の当たりにしました。

  • 科学研究費助成事業 審査委員(生物学)

    役割:調査担当

     対象:行政機関 

    2018年04月
    -
    2019年03月

    主催者・発行元: 日本学術振興会 

  • スマートフォンアプリの更新,維持

    役割:助言・指導, 情報提供, 企画

     対象:高校生, 大学生, 大学院生, 社会人・一般 

    2018年04月
    -
    2019年03月

    主催者・発行元: iTunes, Google Play 

     概要を見る

    スマートフォンアプリ,(1) 運動マシナリー図鑑,(2) 運動マシナリービデオ・アーカイブスの更新,維持

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交流可能研究 【 表示 / 非表示

  • マイコプラズマの接着と滑走の分子メカニズム

    研究テーマ概要:寄生性のバクテリアであるマイコプラズマは、固形物の表面にはりつき、はりついたまま一方向に動く。本研究は、現在の生物学では説明の出来ないこの現象を分子レベルで解き明かすことを目的としている。

    共同研究の希望:民間等他機関

    交流の種別:技術相談, 受託研究, 共同研究, 講演, 共同研究, 受託研究, 技術相談, 講演

    交流可能な時期・期間:いつでも可能

    キーワード:ナノアクチュエーター, 感染症, マイコプラズマ, 結合, タンパク質

     詳細を見る

    活用分野・応用方法等:1)対象を選ばずに結合、解離を行うことのできる、ナノアクチュエーターの開発 2)抗生物質を用いずに行う、宿主個体あるいは培養細胞からの、マイコプラズマの駆除

    中核となる知識・技術・情報等:マイコプラズマの接着、滑走と、それを担うタンパク質に関する技術と知識

    交流可能な研究テーマに関する詳細:マイコプラズマは、細胞の片方の極に形成される突出部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&quot;を行います。その運動は速くて強いのですが、驚いたことに、これまでに人類が見つけた、2つの運動の分子メカニズム、すなわちモータータンパク質とバクテリアのべん毛モーターのどちらにもあてはまりません。そのうえ、私たちが見つけた滑走タンパク質は、その大きさも、構造も、既知のタンパク質とは全く異なるものでした。本研究計画では滑走を担う装置とそれを支える構造と機能を、あらゆるレベルで解析することにより、この未知の生体運動の分子メカニズムに迫りつつあります。それと同時に、この現象をモデルとして用いることで、新しい解析技術や、タンパク質構造の新しい概念など、生物学全分野に影響を与える展開を行っています。

    従来の研究との優位性、特徴:マイコプラズマの接着と滑走の分子メカニズムは、世界中を見ても本研究計画とそれに付随する共同研究でのみ行われている。

 

外国人受入実績 【 表示 / 非表示

  • 外国人受入年度:2019年度

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    外国人研究者受入数
    0名
    外国人留学生受入数
    1名
  • 外国人受入年度:2018年度

     詳細を見る

    外国人研究者受入数
    1名
    外国人留学生受入数
    1名

    フランス

  • 外国人受入年度:2017年度

     詳細を見る

    外国人研究者受入数
    3名
    外国人留学生受入数
    2名

    トルコ、アメリカ合衆国(2名)

  • 外国人受入年度:2016年度

     詳細を見る

    外国人研究者受入数
    3名
    外国人留学生受入数
    3名

    トルコ、フランス、中国

  • 外国人受入年度:2015年度

     詳細を見る

    外国人研究者受入数
    3名
    外国人留学生受入数
    0名

    トルコ、フランス、中国

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