2022/05/10 更新

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オオシマ アツノリ
大嶋 篤典
OSHIMA Atsunori
所属
細胞生理学研究センター 基礎生物学研究部門 教授
大学院担当
大学院創薬科学研究科
職名
教授
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学位 1

  1. 博士(理学) ( 2003年3月   京都大学 ) 

 

論文 28

  1. Cryo-EM structures of undocked innexin-6 hemichannels in phospholipids 査読有り

    Batuujin Burendei, Ruriko Shinozaki, Masakatsu Watanabe, Tohru Terada, Kazutoshi Tani, Yoshinori Fujiyoshi, and Atsunori Oshima

    Science Advances   6 巻 ( 7 ) 頁: eaax3157   2020年2月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1126/sciadv.aax3157

  2. Atomic structure of the innexin-6 gap junction channel determined by cryo-EM 査読有り

    Oshima, A., Tani, K. and Fujiyoshi, Y.

    Nature communications   7 巻   頁: 13681   2016年12月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/ncomms13681

  3. Structure and dynamics of Odinarchaeota tubulin and the implications for eukaryotic microtubule evolution 査読有り

    C. Akıl, S. Ali, L. T. Tran, J. Gaillard, W. Li, K. Hayashida, M. Hirose, T. Kato, A. Oshima, K. Fujishima, L. Blanchoin, A. Narita, R. C. Robinson

    Science Advances   8 巻 ( 12 ) 頁: eabm2225   2022年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1126/sciadv.abm2225

  4. Structures of human pannexin-1 in nanodiscs reveal gating mediated by dynamic movement of the N terminus and phospholipids 査読有り 国際共著

    Kuzuya Maki, Hirano Hidemi, Hayashida Kenichi, Watanabe Masakatsu, Kobayashi Kazumi, Terada Tohru, Mahmood Md Iqbal, Tama Florence, Tani Kazutoshi, Fujiyoshi Yoshinori, Oshima Atsunori

    SCIENCE SIGNALING   15 巻 ( 720 ) 頁: eabg6941   2022年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1126/scisignal.abg6941

    Web of Science

  5. Cryo-EM of the ATP11C flippase reconstituted in Nanodiscs shows a distended phospholipid bilayer inner membrane around transmembrane helix 2

    Nakanishi Hanayo, Hayashida Kenichi, Nishizawa Tomohiro, Oshima Atsunori, Abe Kazuhiro

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   298 巻 ( 1 )   2022年1月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1016/j.jbc.2021.101498

    Web of Science

  6. Gastric proton pump with two occluded K+ engineered with sodium pump-mimetic mutations

    Abe Kazuhiro, Yamamoto Kenta, Irie Katsumasa, Nishizawa Tomohiro, Oshima Atsunori

    NATURE COMMUNICATIONS   12 巻 ( 1 )   2021年9月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1038/s41467-021-26024-1

    Web of Science

  7. クライオ電子顕微鏡が加速するギャップ結合の構造研究 招待有り

    大嶋篤典

    生体の科学   71 巻 ( 4 ) 頁: 315-320   2020年8月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語  

  8. Presence of intrinsically disordered proteins can inhibit the nucleation phase of amyloid fibril formation of A beta(1-42) in amino acid sequence independent manner

    Ikeda Koki, Suzuki Shota, Shigemitsu Yoshiki, Tenno Takeshi, Goda Natsuko, Oshima Atsunori, Hiroaki Hidekazu

    SCIENTIFIC REPORTS   10 巻 ( 1 )   2020年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-020-69129-1

    Web of Science

  9. Structural insights into gap junction channels boosted by cryo-EM 招待有り 査読有り

    Atsunori Oshima

      63 巻   頁: 42-48   2020年4月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

    DOI: 10.1016/j.sbi.2020.03.008

  10. Potential of cryo-EM for high-resolution structural analysis of gap junction channels 招待有り 査読有り

    Atsunori Oshima

    CURRENT OPINION IN STRUCTURAL BIOLOGY   54 巻   頁: 78-85   2019年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.sbi.2019.01.005

    Web of Science

  11. イネキシンギャップ結合チャネルの原子分解能単粒子解析 招待有り

    大嶋篤典

    顕微鏡   52 巻   頁: 153-159   2017年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語  

  12. Structure of an innexin gap junction channel and cryo-EM sample preparation 招待有り 査読有り

    Atsunori Oshima

    MICROSCOPY   66 巻 ( 6 ) 頁: 371-379   2017年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

    DOI: 10.1093/jmicro/dfx035

    Web of Science

  13. Hexadecameric structure of an invertebrate gap junction channel 査読有り

    Oshima, A., Matsuzawa, T., Murata, K., Tani, K. and Fujiyoshi, Y.

    J. Mol. Biol.   428 巻   頁: 1227-1236   2016年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jmb.2016.02.011.

  14. ギャップ結合チャネルの構造と多様性 招待有り 査読有り

    大嶋篤典

    膜(MEMBRANE)   41 巻   頁: 50-56   2016年3月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  15. GraDeR: membrane protein complex preparation for single particle cryo-EM. 査読有り

    Hauer, F., Gerle,C., Fischer, N., Oshima, A., Shinzawa-Itoh, K., Shimada, S., Yokoyama, K., Fujiyoshi, Y., Stark, H.

    Structure   23 巻   頁: 1769-1775   2015年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  16. Structure and closure of connexin gap junction channels 招待有り 査読有り

    A. Oshima

    FEBS Letters   588 巻   頁: 1230-1237   2014年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

  17. Oligomeric Structure and Functional Characterization of Caenorhabditis elegans Innexin-6 Gap Junction Protein 査読有り

    A. Oshima, T. Matsuzawa, K. Nishikawa, and Y. Fujiyoshi

    Journal of Biological Chemistry   288 巻   頁: 10513-10521   2013年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  18. Two-dimensional kinetics of inter-connexin interactions from single molecule force spectroscopy 査読有り

    F. Rico, A. Oshima, P. Hinterdorfer, Y. Fujiyoshi, and S. Scheuring

    Journal of Molecular Biology     2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jmb.2011.07.013

  19. Asymmetric configurations and N-terminal rearrangements in connexin26 gap junction channels 査読有り

    A. Oshima, K. Tani, M. M. Toloue, Y. Hiroaki, A. Smock, S. Inukai, A. Cone, B. J. Nicholson ,G. E. Sosinsky, and Y. Fujiyoshi

    Journal of Molecular Biology     2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jmb.2010.10.032

  20. Analysis of four connexin26 mutant gap junctions and hemichannels reveals variations in hexamer stability 査読有り

    C. Ambrosi, D. Boassa, J. Pranskevich, A. Smock, A. Oshima, J. Xu, B. J. Nicholson ,G. E. Sosinsky

    Biophysical Journal     2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bpj.2010.01.019

  21. 電子線結晶構造解析から導かれたギャップ結合チャネルのプラグゲーティング機構

    大嶋篤典

    顕微鏡   44 巻 ( 2 ) 頁: 87-92   2009年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  22. The M34A mutant of Connexin26 reveals active conductance states in pore-suspending membranes 査読有り

    O. Gaßmann, M. Kreir, C. Ambrosi, J. Pranskevich, A. Oshima, C. Röling, G. Sosinsky, N. Fertig, and C. Steinem

    Journal of Structural Biology     2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jsb.2009.02.004

  23. Structure of the connexin 26 gap junction channel at 3.5Å resolution 査読有り

    S. Maeda, S. Nakagawa, M. Suga, E. Yamashita, A. Oshima, Y. Fujiyoshi and T. Tsukihara

    Nature     2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/nature07869

  24. Projection structure of a N-terminal deletion mutant of connexin 26 channel with decreased central pore density 査読有り

    A. Oshima, K. Tani, Y. Hiroaki, Y. Fujiyoshi, and G. E. Sosinsky

    Cell Communication and Adhesion     2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1080/15419060802013588

  25. Three-dimensional structure of a human connexin26 gap junction channel reveals a plug in the vestibule 査読有り

    A. Oshima, K. Tani, Y. Hiroaki, Y. Fujiyoshi, and G. E. Sosinsky

    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America     2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1073/pnas.0703704104

  26. Mutation of a conserved threonine in the third transmembrane helix of and connexins creates a dominant-negative closed gap junction channel 査読有り

    D. Beahm, A. Oshima, G. M. Gaietta, G. M. Hand, A. E. Smock, S. N. Zucker, M. M. Toloue, A. Chandrasekhar, B. J. Nicholson, and G. E. Sosinsky

    Journal of Biological Chemistry     2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1074/jbc.M506533200

  27. Roles of Met-34, Cys-64, and Arg-75 in the assembly of human connexin 26. IMPLICATION FOR KEY AMINO ACID RESIDUES FOR CHANNEL FORMATION AND FUNCTION 査読有り

    A. Oshima, T. Doi, K. Mitsuoka, S. Maeda, and Y. Fujiyoshi

    Journal of Biological Chemistry     2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1074/jbc.M207713200

  28. The 11Å resolution projection map of Na+/K+-ATPase calculated by application of single particle analysis to two-dimensional crystal images 査読有り

    Y. Tahara, A. Oshima, T. Hirai, K. Mitsuoka, Y. Fujiyoshi, and Y. Hayashi

    Journal of Electron Microscopy   49 巻 ( 4 ) 頁: 583-587   2000年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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MISC 1

  1. クライオ電子顕微鏡で見るギャップ結合チャネルの構造 招待有り

    大嶋篤典  

    細胞51 巻   頁: 8-11   2019年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語  

共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. クライオ電子顕微鏡のフィードバックに基づく膜タンパク質複合体の生産と技術支援

    2017年4月 - 2022年3月

    創薬等ライフサイエンス研究支援基盤事業 

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    資金種別:競争的資金

科研費 4

  1. 脂質二重膜中におけるlarge pore channelの新しい開閉モデルの探索

    研究課題/研究課題番号:21K19215  2021年7月 - 2023年3月

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    大嶋 篤典

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6370000円 ( 直接経費:4900000円 、 間接経費:1470000円 )

  2. 高等動物細胞間結合チャネルのクライオ電子顕微鏡構造研究

    研究課題/研究課題番号:19H03165  2019年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    大嶋 篤典

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:17290000円 ( 直接経費:13300000円 、 間接経費:3990000円 )

    本研究はコネキシンギャップ結合チャネルの高分解能構造解析をクライオ電子顕微鏡単粒子解析法で行い、コネキシンチャネルの開閉機構と生理機能の解明に迫る。ヒトのコネキシン26とコネキシン32を対象とし、可溶化状態と脂質二重膜に再構成された状態のクライオ電子顕微鏡高分解能構造解析を行い、電気生理機能解析も併用する。また試料調製法の最適化による、膜タンパク質のクライオ電子顕微鏡高分解能構造解析を加速するための技術開発を目指す。
    多くの多細胞生物はギャップ結合チャネルと呼ばれる細胞間コミュニケーションを担う膜貫通構造を保持している。脊椎動物が保持するコネキシンギャップ結合チャネルの構造研究は結晶学的手法とクライオ電子顕微鏡法によって複数の報告がなされているが、その開閉機構についての構造基盤は明確には示されていない。
    本研究ではヒトが持つギャップ結合チャネルコネキシンの高分解能構造解析をクライオ電子顕微鏡単粒子解析で行い、コネキシンの開閉機構と生理機能の解明を目的としている。本年度はconnexin32(Cx32)の発現精製を行い、クライオ電子顕微鏡構造を得た。ナノディスクに再構成したCx32ギャップ結合チャネルとGraDeR法(Hauer et al. 2015)でフリーの界面活性剤ミセルを除去した可溶化状態のCx32ギャップ結合チャネルを調製し、単粒子解析法で、それぞれ3.9Å分解能、3.8Åで三次元再構成に成功した。可溶化状態のCx32は、そのN末端領域がチャネル通路に存在する可能性が高いが、マップの密度が乏しく、側鎖をアサインできるものではなかった。ナノディスクに再構成したCx32はN末端領域がチャネル通路の中で膜面に水平に存在しており、N末端領域の構造変化が示唆された。
    先の基盤研究Cから引き継いだナノディスクに再構成したINX-6ヘミチャネルのクライオ電子顕微鏡構造を論文にまとめ、発表した(Burendei et al. 2020, Sci. Adv. 6, eaax3157)。この論文では脂質がチャネル通路に入り込んで、開閉に寄与するモデルを提唱した。
    Cx32ギャップ結合チャネルの発現・精製は安定している。ナノディスク再構成とGraDeRの再現性も良く、クライオ電子顕微鏡用の試料は安定して供給できている。これまでデータ収集に用いたクライオ電子顕微鏡はマニュアル操作で大量データ収集が難しいが、試料の再現性が特に良いため、地道にデータを集めて分解能が4Åをようやく下回るところまで来ている。粒子の数が増えれば分解能の改善が期待される。
    本研究では、Cx32のN末端領域の密度が機能の議論に必須であるため、この部分のアミノ酸側鎖の分離が明確なマップにしたい。これまで粒子数が約14万粒子から計算して3.9Å分解能であるため、粒子数を増やして分解能を向上させる必要がある。自動データ収集機能を備えたクライオ電子顕微鏡を持つ研究機関と共同して100万粒子以上のデータセットから構造計算を行う予定である。また、Cx26も発現精製は確立しており、ナノディスク再構成とクライオ電子顕微鏡像の撮影を行う。

  3. 細胞間結合チャネルの高分解能単粒子解析

    研究課題/研究課題番号:16K07266  2016年4月 - 2019年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    大嶋 篤典

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    線虫が持つギャップ結合チャネルのinnexin-6(INX-6)の構造研究をクライオ電子顕微鏡を用いて行い、可溶化状態の原子構造を決定した。INX-6は16量体を形成し、オープン状態の構造と解釈された。INX-6はヒトに存在するコネキシン26とアミノ酸配列の類似性が見られないにもかかわらず、その構造は非常によく似ていた。また脂質ナノディスクに再構成したINX-6ヘミチャネルの構造解析にも成功し、脂質二重膜内ではN末端が構造変化するとともに、チャネルの通路を埋める密度が確認された。この結果からチャネル通路の開閉に脂質分子が関与するという知見が得られた。
    本研究で明らかにしたINX-6の構造解析から、新規の膜タンパク質複合体の原子構造の決定に、結晶化を必要としないクライオ電子顕微鏡単粒子解析法が有効であることを示した。無脊椎動物と脊椎動物ではアミノ酸配列の相同性の低いタンパク質から共通点の多いチャネル構造が形成されることを明らかにした。クライオ電子顕微鏡法は、創薬ターゲットとして大きな割合を占める膜タンパク質の構造研究に今後も役立てられることが期待される。

  4. チャネルを中心とした構造生理学的研究

    研究課題/研究課題番号:15H05775  2015年5月 - 2020年3月

    藤吉 好則

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    担当区分:研究分担者 

    チャネルを中心とする膜タンパク質の構造生理学研究を総合的に進めた結果、ギャップ結合チャネルのgating機構のモデルを提案し、プロトンを透過させない水チャネルAQP4は脳浮腫などと関わるのでその阻害剤開発のための構造解析を行い、イオン透過を制御する電位感受性Na+チャネルの構造機能研究と共にバクテリア由来のCa2+チャネルを初めて発見し、プロトンポンプの高分解能の構造解析に成功し、タイト結合チャネルの構造モデルを提案した。なお、アセチルコリン受容体では十分な成果が得られなかったが、エンドセリン受容体の構造解析結果を得ることができた。
    構造研究が困難とされてきた膜タンパク質の構造を高い分解能で解析するための技術開発を進め、チャネルを中心とする構造を実際に解析して、構造生理学的に詳細に理解することができるようにした。2報のNature誌の論文をはじめ着実な論文発表を行った。特に、急激に発展しつつあり、創薬の分野でも注目を集めつつあるクライオ電子顕微鏡を用いた構造研究分野で、装置開発や関連技術開発などの貢献をした。