2021/04/03 更新

写真a

ウチハシ タカユキ
内橋 貴之
UCHIHASHI Takayuki
所属
大学院理学研究科 物質理学専攻 生体物理学 教授
職名
教授
ホームページ
プロフィール
1993年3月 広島大学理学部物理学科卒業
1993年4月 広島大学大学院理学研究科物理学専攻博士前期課程入学
1995年3月 広島大学大学院理学研究科物理学専攻博士前期課程修了
1995年4月 広島大学大学院理学研究科物理学専攻博士後期課程進学
1997年4月 大阪大学大学院工学研究科電子工学専攻博士後期課程編入学
1998年3月 大阪大学大学院工学研究科電子工学専攻博士後期課程修了
1998年4月-2000年3月 アトムテクノロジー研究体 博士研究員
2000年4月-2002年7月 姫路工業大学工学部電子工学科 助手
2002年8月-2004年7月 ダブリン大学トリニティカレッジ SFIナノサイエンス研究所 シニアサイエンティスト
2004年4月-2006年3月 金沢大学自然科学研究科 助手
2006年4月-2008年3月 金沢大学自然科学研究科 助教授
2008年4月-2015年3月 金沢大学理工研究域 准教授
2015年4月-2017年3月 金沢大学理工研究域 教授 金沢大学理工研究域バイオAFM先端研究センター センター長(併任)
2016年4月-2017年3月 京都大学エネルギー理工学研究所 客員教授
2017年4月- 名古屋大学大学院理学研究科 教授
2018年4月-2020年3月分子科学研究所・生命・錯体分子科学研究領域 客員教授
2018年8月- 生命創成探究センター・生命分子動態計測グループ(連携研究グループ) 客員教授   
外部リンク

学位 1

  1. 博士(工学) ( 1998年3月   大阪大学 ) 

研究キーワード 6

  1. 一分子イメージング

  2. タンパク質

  3. 生物物理学

  4. 走査型プローブ顕微鏡+

  5. 高速原子間力顕微鏡

  6. 原子間力顕微鏡

研究分野 2

  1. その他 / その他  / ナノ材料・ナノバイオサイエンス

  2. ライフサイエンス / 生物物理学

経歴 9

  1. 名古屋大学   理学研究科物質理学専攻(物理系)   教授

    2017年4月 - 現在

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    国名:日本国

  2. 金沢大学   理工研究域   教授

    2015年4月 - 2017年3月

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    国名:日本国

  3. 金沢大学   理工研究域 バイオAFM先端研究センター   副総長

    2015年4月 - 2017年3月

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    国名:日本国

  4. 金沢大学   理工研究域   准教授

    2008年4月 - 2015年3月

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    国名:日本国

  5. 金沢大学   自然科学研究科   助教授

    2006年4月 - 2008年3月

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    国名:日本国

  6. 金沢大学   自然科学研究科   助教授

    2004年4月 - 2006年3月

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    国名:日本国

  7. ダブリン大学トリニティカレッジ   SFIナノサイエンス研究所   シニアリサーチャー

    2002年8月 - 2004年3月

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    国名:日本国

  8. 姫路工業大学   工学部電子工学科   助教授

    2000年4月 - 2002年7月

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    国名:日本国

  9. アトムテクノロジー研究体   博士研究員

    1998年4月 - 2000年3月

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    国名:日本国

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学歴 3

  1. 大阪大学   工学研究科   電子工学専攻

    - 1998年

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    国名: 日本国

  2. 広島大学   理学研究科   物理学専攻

    - 1995年

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    国名: 日本国

  3. 広島大学   理学部   物理学科

    - 1993年

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    国名: 日本国

所属学協会 6

  1. 日本応用物理学会

  2. 日本生物物理学会

  3. 日本表面真空学会

  4. 日本化学会

  5. 日本物理学会

  6. 日本分子生物学会

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委員歴 4

  1. 日本生物物理学会    理事  

    2015年 - 2018年   

  2. 日本生物物理学会 学会誌「生物物理」編集委員会   委員  

    2014年 - 2015年   

  3. 日本生物物理学会    代議員  

    2014年 - 2015年   

  4. 日本生物物理学会 分野別専門委員会   委員  

    2011年 - 現在   

受賞 4

  1. IEEE 3M Nano 2019, Best Conference Paper Award

    2019年8月   IEEE 3M Nano  

    Takayuki Uchihashi

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:中華人民共和国

  2. 平成25年度 科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞(開発部門)

    2013年4月   文部科学省   高速原子間力顕微鏡の開発

    安藤敏夫, 内橋貴之, 古寺哲幸

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    受賞国:日本国

  3. 平成21年度 ナノプローブテクノロジー賞

    2009年8月   日本学術振興会ナノプローブテクノロジー第167委員会   液中AFMの高速化とタンパク質の動的撮影による研究

    内橋貴之

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    受賞国:日本国

  4. 第29回応用物理学会論文賞

    2007年9月   日本応用物理学会   High-Speed Atomic Force Microscopy for Studying the Dynamic Behavior of Protein Molecules at Work

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    受賞国:日本国

 

論文 115

  1. Dynamic Assembly/Disassembly of Staphylococcus aureus FtsZ Visualized by High-Speed Atomic Force Microscopy

    Fujita Junso, Sugiyama Shogo, Terakado Haruna, Miyazaki Maho, Ozawa Mayuki, Ueda Nanami, Kuroda Natsuko, Tanaka Shun-ichi, Yoshizawa Takuya, Uchihashi Takayuki, Matsumura Hiroyoshi

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES   22 巻 ( 4 )   2021年2月

  2. Nanostructures, Thermoresponsiveness, and Assembly Mechanism of Hydrogel Microspheres during Aqueous Free-Radical Precipitation Polymerization

    Nishizawa Yuichiro, Minato Haruka, Inui Takumi, Uchihashi Takayuki, Suzuki Daisuke

    LANGMUIR   37 巻 ( 1 ) 頁: 151 - 159   2021年1月

  3. Structural insights into the mechanism of rhodopsin phosphodiesterase

    Ikuta Tatsuya, Shihoya Wataru, Sugiura Masahiro, Yoshida Kazuho, Watari Masahito, Tokano Takaya, Yamashita Keitaro, Katayama Kota, Tsunoda Satoshi P., Uchihashi Takayuki, Kandori Hideki, Nureki Osamu

    NATURE COMMUNICATIONS   11 巻 ( 1 )   2020年11月

  4. Novel Babesia bovis exported proteins that modify properties of infected red blood cells

    Hakimi Hassan, Templeton Thomas J., Sakaguchi Miako, Yamagishi Junya, Miyazaki Shinya, Yahata Kazuhide, Uchihashi Takayuki, Kawazu Shin-ichiro, Kaneko Osamu, Asada Masahito

    PLOS PATHOGENS   16 巻 ( 10 )   2020年10月

  5. Single-molecule level dynamic observation of disassembly of the apo-ferritin cage in solution

    Maity Basudev, Li Zhipeng, Niwase Kento, Ganser Christian, Furuta Tadaomi, Uchihashi Takayuki, Lu Diannan, Ueno Takafumi

    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   22 巻 ( 33 ) 頁: 18562 - 18572   2020年9月

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  6. Thermoresponsive structural changes of single poly(N-isopropyl acrylamide) hydrogel microspheres under densely packed conditions on a solid substrate

    Minato Haruka, Nishizawa Yuichiro, Uchihashi Takayuki, Suzuki Daisuke

    POLYMER JOURNAL   52 巻 ( 9 ) 頁: 1137 - 1141   2020年9月

  7. Convergent evolution of processivity in bacterial and fungal cellulases

    Uchiyama Taku, Uchihashi Takayuki, Nakamura Akihiko, Watanabe Hiroki, Kaneko Satoshi, Samejima Masahiro, Igarashi Kiyohiko

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   117 巻 ( 33 ) 頁: 19896 - 19903   2020年8月

  8. Direct visualization of the conformational change of FUS/TLS upon binding to promoter-associated non-coding RNA

    Hamad Nesreen, Watanabe Hiroki, Uchihashi Takayuki, Kurokawa Riki, Nagata Takashi, Katahira Masato

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   56 巻 ( 64 ) 頁: 9134 - 9137   2020年8月

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  9. Scanning Probe Microscopy FOREWORD

    Nakajima Ken, Sumitomo Koji, Nakayama Tomonobu, Fukui Ken-ichi, Kageshima Masami, Kawai Shigeki, Komeda Tadahiro, Takahashi Takuji, Uchihashi Takayuki

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   59 巻   2020年8月

  10. Assembly Mechanism of a Supramolecular MS-Ring Complex To Initiate Bacterial Flagellar Biogenesis in Vibrio Species

    Terashima Hiroyuki, Hirano Keiichi, Inoue Yuna, Tokano Takaya, Kawamoto Akihiro, Kato Takayuki, Yamaguchi Erika, Namba Keiichi, Uchihashi Takayuki, Kojima Seiji, Homma Michio

    JOURNAL OF BACTERIOLOGY   202 巻 ( 16 )   2020年8月

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  11. Structural Dynamics of a Protein Domain Relevant to the Water-Oxidizing Complex in Photosystem II as Visualized by High-Speed Atomic Force Microscopy

    Tokano Takaya, Kato Yuki, Sugiyama Shogo, Uchihashi Takayuki, Noguchi Takumi

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   124 巻 ( 28 ) 頁: 5847 - 5857   2020年7月

  12. Dynamic behavior of an artificial protein needle contacting a membrane observed by high-speed atomic force microscopy

    Ueno Takafumi, Niwase Kento, Tsubokawa Daisho, Kikuchi Kosuke, Takai Natsumi, Furuta Tadaomi, Kawano Ryuji, Uchihashi Takayuki

    NANOSCALE   12 巻 ( 15 ) 頁: 8166 - 8173   2020年4月

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  13. Dynamics of oligomer and amyloid fibril formation by yeast prion Sup35 observed by high-speed atomic force microscopy

    Konno Hiroki, Watanabe-Nakayama Takahiro, Uchihashi Takayuki, Okuda Momoko, Zhu Liwen, Kodera Noriyuki, Kikuchi Yousuke, Ando Toshio, Taguchi Hideki

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   117 巻 ( 14 ) 頁: 7831 - 7836   2020年4月

  14. Schizorhodopsins: A family of rhodopsins from Asgard archaea that function as light-driven inward H+ pumps

    Inoue Keiichi, Tsunoda Satoshi P., Singh Manish, Tomida Sahoko, Hososhima Shoko, Konno Masae, Nakamura Ryoko, Watanabe Hiroki, Bulzu Paul-Adrian, Banciu Horia L., Andrei Adrian-Stefan, Uchihashi Takayuki, Ghai Rohit, Beja Oded, Kandori Hideki

    SCIENCE ADVANCES   6 巻 ( 15 )   2020年4月

  15. Single-molecule imaging analysis reveals the mechanism of a high-catalytic-activity mutant of chitinase A from Serratia marcescens

    Visootsat Akasit, Nakamura Akihiko, Vignon Paul, Watanabe Hiroki, Uchihashi Takayuki, Iino Ryota

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   295 巻 ( 7 ) 頁: 1915 - 1925   2020年2月

  16. Induced-Fit Pathway Accelerated Binding of Agitoxin-2 to A K+ Channel Imaged by HS-AFM

    Sumino Ayumi, Sumikama Takashi, Uchihashi Takayuki, Oiki Shigetoshi

    BIOPHYSICAL JOURNAL   118 巻 ( 3 ) 頁: 236A - 236A   2020年2月

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  17. Construction of a Hexameric Hemoprotein Sheet and Direct Observation of Dynamic Processes of Its Formation

    Oohora Koji, Hirayama Shota, Uchihashi Takayuki, Hayashi Takashi

    CHEMISTRY LETTERS   49 巻 ( 2 ) 頁: 186 - 190   2020年2月

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  18. High-speed near-field fluorescence microscopy combined with high-speed atomic force microscopy for biological studies

    Umakoshi Takayuki, Fukuda Shingo, Iino Ryota, Uchihashi Takayuki, Ando Toshio

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-GENERAL SUBJECTS   1864 巻 ( 2 )   2020年2月

  19. Supramolecular tholos-like architecture constituted by archaeal proteins without functional annotation

    Yagi-Utsumi Maho, Sikdar Arunima, Song Chihong, Park Jimin, Inoue Rintaro, Watanabe Hiroki, Burton-Smith Raymond N., Kozai Toshiya, Suzuki Tatsuya, Kodama Atsuji, Ishii Kentaro, Yagi Hirokazu, Satoh Tadashi, Uchiyama Susumu, Uchihashi Takayuki, Joo Keehyoung, Lee Jooyoung, Sugiyama Masaaki, Murata Kazuyoshi, Kato Koichi

    SCIENTIFIC REPORTS   10 巻 ( 1 )   2020年1月

  20. Thermoresponsive Micellar Assembly Constructed from a Hexameric Hemoprotein Modified with Poly(N-isopropylacrylamide) toward an Artificial Light-Harvesting System

    Hirayama Shota, Oohora Koji, Uchihashi Takayuki, Hayashi Takashi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   142 巻 ( 4 ) 頁: 1822 - 1831   2020年1月

  21. Dynamics of Inter-Molecular Interactions Between Single A beta(42) Oligomeric and Aggregate Species by High-Speed Atomic Force Microscopy (vol 431, pg 2687, 2019)

    Feng Lei, Watanabe Hiroki, Molino Paul, Wallace Gordon G., Phung Son L., Uchihashi Takayuki, Higgins Michael J.

    JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY   432 巻 ( 2 ) 頁: 633 - 633   2020年1月

  22. Rad50 zinc hook functions as a constitutive dimerization module interchangeable with SMC hinge

    Tatebe Hisashi, Lim Chew Theng, Konno Hiroki, Shiozaki Kazuhiro, Shinohara Akira, Uchihashi Takayuki, Furukohri Asako

    NATURE COMMUNICATIONS   11 巻 ( 1 )   2020年1月

  23. On-Membrane Dynamic Interplay between Anti-GM1 IgG Antibodies and Complement Component C1q

    Yanaka Saeko, Yogo Rina, Watanabe Hiroki, Taniguchi Yuki, Satoh Tadashi, Komura Naoko, Ando Hiromune, Yagi Hirokazu, Yuki Nobuhiro, Uchihashi Takayuki, Kato Koichi

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES   21 巻 ( 1 )   2020年1月

  24. Structural basis of nucleosome assembly by the Abo1 AAA+ ATPase histone chaperone

    Cho Carol, Jang Juwon, Kang Yujin, Watanabe Hiroki, Uchihashi Takayuki, Kim Seung Joong, Kato Koichi, Lee Ja Yil, Song Ji-Joon

    NATURE COMMUNICATIONS   10 巻   2019年12月

  25. Crystal structure of heliorhodopsin

    Shihoya Wataru, Inoue Keiichi, Singh Manish, Konno Masae, Hososhima Shoko, Yamashita Keitaro, Ikeda Kento, Higuchi Akimitsu, Izume Tamaki, Okazaki Sae, Hashimoto Masanori, Mizutori Ritsu, Tomida Sahoko, Yamauchi Yumeka, Abe-Yoshizumi Rei, Katayama Kota, Tsunoda Satoshi P., Shibata Mikihiro, Furutani Yuji, Pushkarev Alina, Beja Oded, Uchihashi Takayuki, Kandori Hideki, Nureki Osamu

    NATURE   574 巻 ( 7776 ) 頁: 132 - +   2019年10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/s41586-019-1604-6

    Web of Science

  26. Protein uptake into individual hydrogel microspheres visualized by high-speed atomic force microscopy

    Matsui Shusuke, Hosho Kensuke, Minato Haruka, Uchihashi Takayuki, Suzuki Daisuke

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   55 巻 ( 68 ) 頁: 10064 - 10067   2019年9月

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  27. Evaluation of thermoresponsive structural changes in hydrogel microspheres by high-speed atomic force microscopy

    Nishizawa Yuichiro, Matsui Shusuke, Urayama Kenji, Kureha Takuma, Sibayama Mitsuhiro, Uchihashi Takayuki, Suzuki Daisuke

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   258 巻   2019年8月

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  28. The Fab portion of immunoglobulin G contributes to its binding to Fc gamma receptor III

    Yogo Rina, Yamaguchi Yuki, Watanabe Hiroki, Yagi Hirokazu, Satoh Tadashi, Nakanishi Mahito, Onitsuka Masayoshi, Omasa Takeshi, Shimada Mari, Maruno Takahiro, Torisu Tetsuo, Watanabe Shio, Higo Daisuke, Uchihashi Takayuki, Yanaka Saeko, Uchiyama Susumu, Kato Koichi

    SCIENTIFIC REPORTS   9 巻   2019年8月

  29. Dynamic structural states of ClpB involved in its disaggregation function (vol 9, 2147, 2018)

    Uchihashi Takayuki, Watanabe Yo-hei, Nakazaki Yosuke, Yamasaki Takashi, Watanabe Hiroki, Maruno Takahiro, Ishii Kentaro, Uchiyama Susumu, Song Chihong, Murata Kazuyoshi, Iino Ryota, Ando Toshio

    NATURE COMMUNICATIONS   10 巻   2019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/s41467-019-11204-x

    Web of Science

  30. Dynamics of Inter-Molecular Interactions Between Single A beta(42) Oligomeric and Aggregate Species by High-Speed Atomic Force Microscopy

    Feng Lei, Watanabe Hiroki, Molino Paul, Wallace Gordon G., Phung Son L., Uchihashi Takayuki, Higgins Michael J.

    JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY   431 巻 ( 15 ) 頁: 2687 - 2699   2019年7月

  31. An Assessment of the Ability of Submicron- and Micron-Size Silicone Oil Droplets in Dropped Prefillable Syringes to Invoke Early- and Late-Stage Immune Responses

    Krayukhina Elena, Yokoyama Masami, Hayashihara Kayoko Kakuhou, Maruno Takahiro, Noda Masanori, Watanabe Hiroki, Uchihashi Takayuki, Uchiyama Susumu

    JOURNAL OF PHARMACEUTICAL SCIENCES   108 巻 ( 7 ) 頁: 2278 - 2287   2019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: 10.1016/j.xphs.2019.02.002

    Web of Science

  32. High-speed AFM reveals accelerated binding of agitoxin-2 to a K+ channel by induced fit

    Sumino A., Sumikama T., Uchihashi T., Oiki S.

    SCIENCE ADVANCES   5 巻 ( 7 )   2019年7月

  33. Non-Thermoresponsive Decanano-sized Domains in Thermoresponsive Hydrogel Microspheres Revealed by Temperature-Controlled High-Speed Atomic Force Microscopy

    Nishizawa Yuichiro, Matsui Shusuke, Urayama Kenji, Kureha Takuma, Shibayama Mitsuhiro, Uchihashi Takayuki, Suzuki Daisuke

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   58 巻 ( 26 ) 頁: 8809 - 8813   2019年6月

  34. Hydrogel Microellipsoids that Form Robust String-Like Assemblies at the Air/Water Interface

    Honda Kenshiro, Sazuka Yuka, Iizuka Kojiro, Matsui Shusuke, Uchihashi Takayuki, Kureha Takuma, Shibayama Mitsuhiro, Watanabe Takumi, Suzuki Daisuke

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   58 巻 ( 22 ) 頁: 7294 - 7298   2019年5月

  35. Mutational and Combinatorial Control of Self-Assembling and Disassembling of Human Proteasome Subunits

    Sekiguchi Taichiro, Satoh Tadashi, Kurimoto Eiji, Song Chihong, Kozai Toshiya, Watanabe Hiroki, Ishii Kentaro, Yagi Hirokazu, Yanaka Saeko, Uchiyama Susumu, Uchihashi Takayuki, Murata Kazuyoshi, Kato Koichi

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES   20 巻 ( 9 )   2019年5月

  36. Construction of a Quadrangular Tetramer and a Cage-Like Hexamer from Three-Helix Bundle-Linked Fusion Proteins

    Miyamoto Takaaki, Hayashi Yugo, Yoshida Keito, Watanabe Hiroki, Uchihashi Takayuki, Yonezawa Kento, Shimizu Nobutaka, Kamikubo Hironari, Hirota Shun

    ACS SYNTHETIC BIOLOGY   8 巻 ( 5 ) 頁: 1112 - 1120   2019年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acssynbio.9b00019

    Web of Science

  37. Inner lumen proteins stabilize doublet microtubules in cilia and flagella

    Owa Mikito, Uchihashi Takayuki, Yanagisawa Haru-aki, Yamano Takashi, Iguchi Hiro, Fukuzawa Hideya, Wakabayashi Ken-ichi, Ando Toshio, Kikkawa Masahide

    NATURE COMMUNICATIONS   10 巻   2019年3月

  38. A ring-shaped hemoprotein trimer thermodynamically controlled by the supramolecular heme-heme pocket interaction

    Oohora Koji, Kajihara Ryota, Fujimaki Nishiki, Uchihashi Takayuki, Hayashi Takashi

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   55 巻 ( 11 ) 頁: 1544-1547   2019年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c8cc09314h

    Web of Science

  39. Microtubule self- healing and defect creation investigated by in- line force measurements during high- speed atomic force microscopy imaging

    Ganser Christian, Uchihashi Takayuki

    NANOSCALE   11 巻 ( 1 ) 頁: 125 - 135   2019年1月

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  40. Single-Unit Imaging of Membrane Protein-Embedded Nanodiscs from Two Oriented Sides by High-Speed Atomic Force Microscopy

    Haruyama Takamitsu, Sugano Yasunori, Kodera Noriyuki, Uchihashi Takayuki, Ando Toshio, Tanaka Yoshiki, Konno Hiroki, Tsukazaki Tomoya

    STRUCTURE   27 巻 ( 1 ) 頁: 152 - +   2019年1月

  41. Metastable asymmetrical structure of a shaftless V-1 motor

    Maruyama Shintaro, Suzuki Kano, Imamura Motonori, Sasaki Hikaru, Matsunami Hideyuki, Mizutani Kenji, Saito Yasuko, Imai Fabiana L., Ishizuka-Katsura Yoshiko, Kimura-Someya Tomomi, Shirouzu Mikako, Uchihashi Takayuki, Ando Toshio, Yamato Ichiro, Murata Takeshi

    SCIENCE ADVANCES   5 巻 ( 1 )   2019年1月

  42. Real-time Nanoscale Visualization of Biological Molecules at Work with High-speed Atomic Force Microscopy

    Uchihashi Takayuki

    2019 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MANIPULATION, MANUFACTURING AND MEASUREMENT ON THE NANOSCALE (IEEE 3M-NANO)     頁: 253 - 256   2019年

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  43. Development of Wide-area Tip-scanning High-speed Atomic Force Microscopy

    Watanabe Hiroki, Uchihashi Takayuki

    2019 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MANIPULATION, MANUFACTURING AND MEASUREMENT ON THE NANOSCALE (IEEE 3M-NANO)     頁: 281 - 285   2019年

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  44. Direct Observation and Manipulation of Supramolecular Polymerization by High-Speed Atomic Force Microscopy

    Fukui Tomoya, Uchihashi Takayuki, Sasaki Norihiko, Watanabe Hiroki, Takeuchi Masayuki, Sugiyasu Kazunori

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   57 巻 ( 47 ) 頁: 15465-15470   2018年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/anie.201809165

    Web of Science

  45. Monitoring Thermoresponsive Morphological Changes in Individual Hydrogel Microspheres

    Matsui Shusuke, Nishizawa Yuichiro, Uchihashi Takayuki, Suzuki Daisuke

    ACS OMEGA   3 巻 ( 9 ) 頁: 10836-10842   2018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)  

    DOI: 10.1021/acsomega.8b01770

    Web of Science

  46. Supramolecular Hemoprotein Assembly with a Periodic Structure Showing Heme-Heme Exciton Coupling

    Oohora Koji, Fujimaki Nishiki, Kajihara Ryota, Watanabe Hiroki, Uchihashi Takayuki, Hayashi Takashi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   140 巻 ( 32 ) 頁: 10145-10148   2018年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jacs.8b06690

    Web of Science

  47. Revealing circadian mechanisms of integration and resilience by visualizing clock proteins working in real time

    Mori Tetsuya, Sugiyama Shogo, Byrne Mark, Johnson Carl Hirschie, Uchihashi Takayuki, Ando Toshio

    NATURE COMMUNICATIONS   9 巻   2018年8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/s41467-018-05438-4

    Web of Science

  48. Scanning Probe Microscopy FOREWORD

    Takahashi Takuji, Fukui Ken-ichi, Kageshima Masami, Komeda Tadahiro, Nakajima Ken, Nakayama Tomonobu, Sumitomo Koji, Uchihashi Takayuki

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   57 巻 ( 8 )   2018年8月

  49. Quantum-dot antibody conjugation visualized at the single-molecule scale with high-speed atomic force microscopy

    Umakoshi Takayuki, Udaka Hikari, Uchihashi Takayuki, Ando Toshio, Suzuki Miho, Fukuda Takeshi

    COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES   167 巻   頁: 267-274   2018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: 10.1016/j.colsurfb.2018.04.015

    Web of Science

  50. Translating MOF chemistry into supramolecular chemistry: soluble coordination nanofibers showing efficient photon upconversion

    Hosoyamada Masanori, Yanai Nobuhiro, Okumura Keisuke, Uchihashi Takayuki, Kimizuka Nobuo

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   54 巻 ( 50 ) 頁: 6828-6831   2018年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c8cc01594e

    Web of Science

  51. Dynamic structural states of CIpB involved in its disaggregation function

    Uchihashi Takayuki, Watanabe Yo-hei, Nakazaki Yosuke, Yamasaki Takashi, Watanabe Hiroki, Maruno Takahiro, Ishii Kentaro, Uchiyama Susumu, Song Chihong, Murata Kazuyoshi, Iino Ryota, Ando Toshio

    NATURE COMMUNICATIONS   9 巻   2018年6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/s41467-018-04587-w

    Web of Science

  52. Sweeping of Adsorbed Therapeutic Protein on Prefillable Syringes Promotes Micron Aggregate Generation 査読有り

    Maruno Takahiro, Watanabe Hiroki, Yoneda Saki, Uchihashi Takayuki, Adachi Satoru, Arai Kunihito, Sawaguchi Taichi, Uchiyama Susumu

    JOURNAL OF PHARMACEUTICAL SCIENCES   107 巻 ( 6 ) 頁: 1521 - 1529   2018年6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.xphs.2018.01.021

    Web of Science

    PubMed

  53. Oligomeric states of microbial rhodopsins determined by high-speed atomic force microscopy and circular dichroic spectroscopy

    Shibata Mikihiro, Inoue Keiichi, Ikeda Kento, Konno Masae, Singh Manish, Kataoka Chihiro, Abe-Yoshizumi Rei, Kandori Hideki, Uchihashi Takayuki

    SCIENTIFIC REPORTS   8 巻   2018年5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/s41598-018-26606-y

    Web of Science

  54. Structural properties determining low K+ affinity of the selectivity filter in the TWIK1 K+ channel

    Tsukamoto Hisao, Higashi Masahiro, Motoki Hideyoshi, Watanabe Hiroki, Ganser Christian, Nakajo Koichi, Kubo Yoshihiro, Uchihashi Takayuki, Furutani Yuji

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   293 巻 ( 18 ) 頁: 6969 - 6984   2018年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1074/jbc.RA118.001817

    Web of Science

  55. Construction of a Triangle-Shaped Trimer and a Tetrahedron Using an -Helix-Inserted Circular Permutant of Cytochrome c(555)

    Oda Akiya, Nagao Satoshi, Yamanaka Masaru, Ueda Ikki, Watanabe Hiroki, Uchihashi Takayuki, Shibata Naoki, Higuchi Yoshiki, Hirota Shun

    CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL   13 巻 ( 8 ) 頁: 964-967   2018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)  

    DOI: 10.1002/asia.201800252

    Web of Science

  56. Insight into structural remodeling of the FlhA ring responsible for bacterial flagellar type III protein export

    Terahara Naoya, Inoue Yumi, Kodera Noriyuki, Morimoto Yusuke V., Uchihashi Takayuki, Imada Katsumi, Ando Toshio, Namba Keiichi, Minamino Tohru

    SCIENCE ADVANCES   4 巻 ( 4 )   2018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)  

    DOI: 10.1126/sciadv.aao7054

    Web of Science

  57. High-speed AFM reveals detail understanding in adsorption of soft hydrogel microspheres onto solid substrate in aqueous solution

    Matsui Shusuke, Uchihashi Takayuki, Suzuki Daisuke

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   255 巻   頁: .   2018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)  

    Web of Science

  58. Real-time adsorption behavior of hydrogel microspheres onto solid/liquid interface

    Matsui Shusuke, Uchihashi Takayuki, Suzuki Daisuke

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   255 巻   頁: .   2018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)  

    Web of Science

  59. Rate constants, processivity, and productive binding ratio of chitinase A revealed by single-molecule analysis

    Nakamura Akihiko, Tasaki Tomoyuki, Okuni Yasuko, Song Chihong, Murata Kazuyoshi, Kozai Toshiya, Hara Mayu, Sugimoto Hayuki, Suzuki Kazushi, Watanabe Takeshi, Uchihashi Takayuki, Noji Hiroyuki, Iino Ryota

    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   20 巻 ( 5 ) 頁: 3010 - 3018   2018年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c7cp04606e

    Web of Science

    PubMed

  60. Rate constants, processivity, and productive binding ratio of chitinase A revealed by single-molecule analysis (vol 20, pg 3010, 2018)

    Nakamura Akihiko, Tasaki Tomoyuki, Okuni Yasuko, Song Chihong, Murata Kazuyoshi, Kozai Toshiya, Hara Mayu, Sugimoto Hayuki, Suzuki Kazushi, Watanabe Takeshi, Uchihashi Takayuki, Noji Hiroyuki, Iino Ryota

    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   20 巻 ( 5 ) 頁: 3844-3844   2018年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c8cp90024h

    Web of Science

  61. Dynamic Observation of Kai Proteins by HS-AFM Reveals a Mechanism of the Robustness in the Cyanobacterial Circadian Oscillator

    Sugiyama Shogo, Mori Tetsya, Byrne Mark, Uchihashi Takayuki, Johnson Carl H., Ando Toshio

    BIOPHYSICAL JOURNAL   114 巻 ( 3 ) 頁: 68A-68A   2018年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  62. Applications of high-speed atomic force microscopy to real-time visualization of dynamic biomolecular processes

    Uchihashi Takayuki, Scheuring Simon

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-GENERAL SUBJECTS   1862 巻 ( 2 ) 頁: 229 - 240   2018年2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.bbagen.2017.07.010

    Web of Science

    PubMed

  63. Dynamic clustering of dynamin-amphiphysin helices regulates membrane constriction and fission coupled with GTP hydrolysis 査読有り

    Takeda Tetsuya, Kozai Toshiya, Yang Huiran, Ishikuro Daiki, Seyama Kaho, Kumagai Yusuke, Abe Tadashi, Yamada Hiroshi, Uchihashi Takayuki, Ando Toshio, Takei Kohji

    ELIFE   7 巻   2018年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.7554/eLife.30246

    Web of Science

    PubMed

  64. Negatively Charged Lipids Are Essential for Functional and Structural Switch of Human 2-Cys Peroxiredoxin II. 査読有り

    Haruyama T, Uchihashi T, Yamada Y, Kodera N, Ando T, Konno H

    Journal of molecular biology     2018年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jmb.2017.12.020

    PubMed

  65. Conversion of functionally undefined homopentameric protein PbaA into a proteasome activator by mutational modification of its C-terminal segment conformation 査読有り

    Yagi-Utsumi Maho, Sikdar Arunima, Kozai Toshiya, Inoue Rintaro, Sugiyama Masaaki, Uchihashi Takayuki, Yagi Hirokazu, Satoh Tadashi, Kato Koichi

    PROTEIN ENGINEERING DESIGN & SELECTION   31 巻 ( 1 ) 頁: 29 - 36   2018年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/protein/gzx066

    Web of Science

    PubMed

  66. Visualization of Protein Dynamics using High-Speed Atomic Force Microscopy and Image Analysis

    Uchihashi Takayuki

    JOURNAL OF COMPUTER CHEMISTRY-JAPAN   17 巻 ( 1 ) 頁: 20-30   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2477/jccj.2018-0001

    Web of Science

  67. Optimum Substrates for Imaging Biological Molecules with High-Speed Atomic Force Microscopy

    Uchihashi Takayuki, Watanabe Hiroki, Kodera Noriyuki

    NANOSCALE IMAGING: METHODS AND PROTOCOLS   1814 巻   頁: 159 - 179   2018年

  68. Two-step process for disassembly mechanism of proteasome alpha 7 homo-tetradecamer by alpha 6 revealed by high-speed atomic force microscopy

    Kozai Toshiya, Sekiguchi Taichiro, Satoh Tadashi, Yagi Hirokazu, Kato Koichi, Uchihashi Takayuki

    SCIENTIFIC REPORTS   7 巻 ( 1 ) 頁: 15373   2017年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-017-15708-8

    Web of Science

    PubMed

  69. Real-space and real-time dynamics of CRISPR-Cas9 visualized by high-speed atomic force microscopy

    Shibata Mikihiro, Nishimasu Hiroshi, Kodera Noriyuki, Hirano Seiichi, Ando Toshio, Uchihashi Takayuki, Nureki Osamu

    NATURE COMMUNICATIONS   8 巻 ( 1 ) 頁: 1430   2017年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41467-017-01466-8

    Web of Science

    PubMed

  70. Na+-induced structural transition of MotPS for stator assembly of the Bacillus flagellar motor

    Terahara Naoya, Kodera Noriyuki, Uchihashi Takayuki, Ando Toshio, Namba Keiichi, Minamino Tohru

    SCIENCE ADVANCES   3 巻 ( 11 ) 頁: eaao4119   2017年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1126/sciadv.aao4119

    Web of Science

    PubMed

  71. Fast Adsorption of Soft Hydrogel Microspheres on Solid Surfaces in Aqueous Solution

    Matsui Shusuke, Kureha Takuma, Hiroshige Seina, Shibata Mikihiro, Uchihashi Takayuki, Suzuki Daisuke

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   56 巻 ( 40 ) 頁: 12146 - 12149   2017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)  

    DOI: 10.1002/anie.201705808

    Web of Science

    PubMed

  72. Visualisation of a flexible modular structure of the ER folding-sensor enzyme UGGT

    Satoh Tadashi, Song Chihong, Zhu Tong, Toshimori Takayasu, Murata Kazuyoshi, Hayashi Yugo, Kamikubo Hironari, Uchihashi Takayuki, Kato Koichi

    SCIENTIFIC REPORTS   7 巻 ( 1 ) 頁: 12142   2017年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-017-12283-w

    Web of Science

    PubMed

  73. Interdomain flip-flop motion visualized in flavocytochrome cellobiose dehydrogenase using high-speed atomic force microscopy during catalysis

    Harada Hirofumi, Onoda Akira, Uchihashi Takayuki, Watanabe Hiroki, Sunagawa Naoki, Samejima Masahiro, Igarashi Kiyohiko, Hayashi Takashi

    CHEMICAL SCIENCE   8 巻 ( 9 ) 頁: 6561 - 6565   2017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)  

    DOI: 10.1039/c7sc01672g

    Web of Science

    PubMed

  74. Scanning Probe Microscopy FOREWORD

    Takahashi Takuji, Fukui Ken-ichi, Kageshima Masami, Komeda Tadahiro, Nakajima Ken, Nakayama Tomonobu, Sumitomo Koji, Uchihashi Takayuki

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   56 巻 ( 8 )   2017年8月

  75. High-Resolution Imaging of a Single Gliding Protofilament of Tubulins by HS-AFM.

    Keya JJ, Inoue D, Suzuki Y, Kozai T, Ishikuro D, Kodera N, Uchihashi T, Kabir AMR, Endo M, Sada K, Kakugo A

    Scientific reports   7 巻 ( 1 ) 頁: 6166   2017年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-017-06249-1

    PubMed

  76. High-Speed Atomic Force Microscopy Reveals Loss of Nuclear Pore Resilience as a Dying Code in Colorectal Cancer Cells.

    Mohamed MS, Kobayashi A, Taoka A, Watanabe-Nakayama T, Kikuchi Y, Hazawa M, Minamoto T, Fukumori Y, Kodera N, Uchihashi T, Ando T, Wong RW

    ACS nano   11 巻 ( 6 ) 頁: 5567-5578   2017年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acsnano.7b00906

    PubMed

  77. Oriented Reconstitution of the Full-Length KcsA Potassium Channel in a Lipid Bilayer for AFM Imaging. 査読有り

    Sumino A, Uchihashi T, Oiki S

    The journal of physical chemistry letters   8 巻 ( 4 ) 頁: 785-793   2017年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.jpclett.6b03058

    PubMed

  78. High-speed atomic force microscopy imaging of live mammalian cells

    Shibata Mikihiro, Watanabe Hiroki, Uchihashi Takayuki, Ando Toshio, Yasuda Ryohei

    BIOPHYSICS AND PHYSICOBIOLOGY   14 巻   頁: 127 - 135   2017年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2142/biophysico.14.0_127

    Web of Science

    PubMed

  79. "Clusterase" model of dynamin-mediated membrane fission.

    Takeda T., Kozai T., Yang H., Kaho S., Yusuke K., Tadashi A., Hiroshi Y., Uchihashi T., Ando T., Takei K.

    MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL   28 巻   頁: .   2017年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  80. A natural light-driven inward proton pump. 査読有り

    Inoue K, Ito S, Kato Y, Nomura Y, Shibata M, Uchihashi T, Tsunoda SP, Kandori H

    Nature communications   7 巻   頁: 13415   2016年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/ncomms13415

    PubMed

  81. Functional extension of high-speed AFM for wider biological applications. 査読有り

    Uchihashi T, Watanabe H, Fukuda S, Shibata M, Ando T

    Ultramicroscopy   160 巻   頁: 182-96   2016年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.ultramic.2015.10.017

    PubMed

  82. Potential Prepore Trimer Formation by the Bacillus thuringiensis Mosquito-specific Toxin: MOLECULAR INSIGHTS INTO A CRITICAL PREREQUISITE OF MEMBRANE-BOUND MONOMERS. 査読有り

    Sriwimol W, Aroonkesorn A, Sakdee S, Kanchanawarin C, Uchihashi T, Ando T, Angsuthanasombat C

    The Journal of biological chemistry   290 巻 ( 34 ) 頁: 20793-803   2015年8月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1074/jbc.M114.627554

    PubMed

  83. Method of mechanical holding of cantilever chip for tip-scan high-speed atomic force microscope. 査読有り

    Fukuda S, Uchihashi T, Ando T

    The Review of scientific instruments   86 巻 ( 6 ) 頁: 063703   2015年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.4922381

    PubMed

  84. Long-tip high-speed atomic force microscopy for nanometer-scale imaging in live cells. 査読有り

    Shibata M, Uchihashi T, Ando T, Yasuda R

    Scientific reports   5 巻   頁: 8724   2015年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/srep08724

    PubMed

  85. Probing structural dynamics of an artificial protein cage using high-speed atomic force microscopy. 査読有り

    Imamura M, Uchihashi T, Ando T, Leifert A, Simon U, Malay AD, Heddle JG

    Nano letters   15 巻 ( 2 ) 頁: 1331-5   2015年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/nl5045617

    PubMed

  86. Real-time dynamic adsorption processes of cytochrome c on an electrode observed through electrochemical high-speed atomic force microscopy. 査読有り

    Takeda K, Uchihashi T, Watanabe H, Ishida T, Igarashi K, Nakamura N, Ohno H

    PloS one   10 巻 ( 2 ) 頁: e0116685   2015年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0116685

    PubMed

  87. Two-way traffic of glycoside hydrolase family 18 processive chitinases on crystalline chitin. 査読有り

    Igarashi K, Uchihashi T, Uchiyama T, Sugimoto H, Wada M, Suzuki K, Sakuda S, Ando T, Watanabe T, Samejima M

    Nature communications   5 巻   頁: 3975   2014年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/ncomms4975

    PubMed

  88. Single-molecule imaging analysis of elementary reaction steps of Trichoderma reesei cellobiohydrolase I (Cel7A) hydrolyzing crystalline cellulose Iα and IIII.

      289 巻 ( 20 ) 頁: 14056-65   2014年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1074/jbc.M113.546085

    PubMed

  89. [Direct observation of rotary catalysis of rotorless F1-ATPase with high-speed AFM].

    Uchihashi T, Iino R, Ando T, Noji H

    Seikagaku. The Journal of Japanese Biochemical Society   86 巻 ( 2 ) 頁: 127-36   2014年4月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    PubMed

  90. Trade-off between processivity and hydrolytic velocity of cellobiohydrolases at the surface of crystalline cellulose.

    Nakamura A, Watanabe H, Ishida T, Uchihashi T, Wada M, Ando T, Igarashi K, Samejima M

    Journal of the American Chemical Society   136 巻 ( 12 ) 頁: 4584-92   2014年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/ja4119994

    PubMed

  91. Filming biomolecular processes by high-speed atomic force microscopy.

    Ando T, Uchihashi T, Scheuring S

    Chemical reviews   114 巻 ( 6 ) 頁: 3120-88   2014年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/cr4003837

    PubMed

  92. Role of trimer-trimer interaction of bacteriorhodopsin studied by optical spectroscopy and high-speed atomic force microscopy.

    Yamashita H, Inoue K, Shibata M, Uchihashi T, Sasaki J, Kandori H, Ando T

    Journal of structural biology   184 巻 ( 1 ) 頁: 2-11   2013年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jsb.2013.02.011

    PubMed

  93. Real-time visualization of assembling of a sphingomyelin-specific toxin on planar lipid membranes.

    Yilmaz N, Yamada T, Greimel P, Uchihashi T, Ando T, Kobayashi T

    Biophysical journal   105 巻 ( 6 ) 頁: 1397-405   2013年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bpj.2013.07.052

    PubMed

  94. High-speed atomic force microscope combined with single-molecule fluorescence microscope.

    Fukuda S, Uchihashi T, Iino R, Okazaki Y, Yoshida M, Igarashi K, Ando T

    The Review of scientific instruments   84 巻 ( 7 ) 頁: 073706   2013年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.4813280

    PubMed

  95. Wide-area scanner for high-speed atomic force microscopy.

    Watanabe H, Uchihashi T, Kobashi T, Shibata M, Nishiyama J, Yasuda R, Ando T

    The Review of scientific instruments   84 巻 ( 5 ) 頁: 053702   2013年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.4803449

    PubMed

  96. High-speed AFM and applications to biomolecular systems.

    Ando T, Uchihashi T, Kodera N

    Annual review of biophysics   42 巻   頁: 393-414   2013年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1146/annurev-biophys-083012-130324

    PubMed

  97. Single-molecule imaging on living bacterial cell surface by high-speed AFM.

    Yamashita H, Taoka A, Uchihashi T, Asano T, Ando T, Fukumori Y

    Journal of molecular biology   422 巻 ( 2 ) 頁: 300-9   2012年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jmb.2012.05.018

    PubMed

  98. Guide to video recording of structure dynamics and dynamic processes of proteins by high-speed atomic force microscopy.

    Uchihashi T, Kodera N, Ando T

    Nature protocols   7 巻 ( 6 ) 頁: 1193-206   2012年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/nprot.2012.047

    PubMed

  99. Direct Visualization of Cellobiohydrolase on Crystalline Cellulose using High-Speed Atomic Force Microscopy 査読有り

    Uchihashi Takayuki, Igarashi Kiyohiko, Koivula Anu, Wada Masahisa, Penttil Merja, Samejima Masahiro, Ando Toshio

    BIOPHYSICAL JOURNAL   102 巻 ( 3 ) 頁: 585A-586A   2012年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  100. Visualization of cellobiohydrolase I from Trichoderma reesei moving on crystalline cellulose using high-speed atomic force microscopy.

    Methods in enzymology   510 巻   頁: 169-82   2012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/B978-0-12-415931-0.00009-4

    PubMed

  101. Traffic jams reduce hydrolytic efficiency of cellulase on cellulose surface.

    Science (New York, N.Y.)   333 巻 ( 6047 ) 頁: 1279-82   2011年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1126/science.1208386

    PubMed

  102. High-speed atomic force microscopy reveals rotary catalysis of rotorless F₁-ATPase.

      333 巻 ( 6043 ) 頁: 755-8   2011年8月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1126/science.1205510

    PubMed

  103. Structural changes in bacteriorhodopsin in response to alternate illumination observed by high-speed atomic force microscopy.

    Shibata M, Uchihashi T, Yamashita H, Kandori H, Ando T

    Angewandte Chemie (International ed. in English)   50 巻 ( 19 ) 頁: 4410-3   2011年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/anie.201007544

    PubMed

  104. High-speed atomic force microscopy and biomolecular processes.

    Uchihashi T, Ando T

    Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)   736 巻   頁: 285-300   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: 10.1007/978-1-61779-105-5_18

    PubMed

  105. High-speed atomic force microscopy shows dynamic molecular processes in photoactivated bacteriorhodopsin 査読有り

    Shibata Mikihiro, Yamashita Hayato, Uchihashi Takayuki, Kandori Hideki, Ando Toshio

    NATURE NANOTECHNOLOGY   5 巻 ( 3 ) 頁: 208-212   2010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: 10.1038/NNANO.2010.7

    Web of Science

  106. Dynamics of bacteriorhodopsin 2D crystal observed by high-speed atomic force microscopy

    内橋 貴之

    JOURNAL OF STRUCTURAL BIOLOGY   167 巻 ( 153-158 ) 頁: .   2009年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  107. High resonance frequency force microscope scanner using inertia balance support 査読有り

    Fukuma Takeshi, Okazaki Yasutaka, Kodera Noriyuki, Uchihashi Takayuki, Ando Toshio

    APPLIED PHYSICS LETTERS   92 巻 ( 24 )   2008年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.2951594

    Web of Science

  108. Visualization of intrinsically disordered regions of proteins by high-speed atomic force microscopy

    MIYAGI Atsushi, TSUNAKA Yasuo, TSUNAKA Yasuo, UCHIHASHI Takayuki, UCHIHASHI Takayuki, MAYANAGI Kouta, MAYANAGI Kouta, MAYANAGI Kouta, HIROSE Susumu, MORIKAWA Kosuke, MORIKAWA Kosuke, ANDO Toshio, ANDO Toshio

    CHEMPHYSCHEM   9 巻 ( 13 ) 頁: 1859-1866   2008年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/cphc.200800210

    PubMed

    CiNii Article

  109. High-speed AFM and nano-visualization of biomolecular processes

    内橋 貴之

    Pflugers Archiv -Eur. J. Physiol.   456 巻   頁: .   2008年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  110. High resonance frequency force microscope scanner using inertia balance support

    内橋 貴之

    APPLIED PHYSICS LETTERS   92 巻 ( 243119 ) 頁: .   2008年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  111. High-speed atomic force microscopy for nano-visualization of dynamic biomolecular processes

    内橋 貴之

    PROGRESS IN SURFACE SCIENCE   83 巻 ( 337-437 ) 頁: .   2008年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  112. High-speed atomic force microscopy for observing dynamic biomolecular processes.

    Ando T, Uchihashi T, Kodera N, Yamamoto D, Taniguchi M, Miyagi A, Yamashita H

    Journal of molecular recognition : JMR   20 巻 ( 6 ) 頁: 448-58   2007年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/jmr.843

    PubMed

  113. Tip-sample distance control using photothermal actuation of a small cantilever for high-speed atomic force microscopy.

    Yamashita H, Kodera N, Miyagi A, Uchihashi T, Yamamoto D, Ando T

    The Review of scientific instruments   78 巻 ( 8 ) 頁: 083702   2007年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.2766825

    PubMed

  114. High-speed atomic force microscopy for observing dynamic biomolecular processes

    内橋 貴之

    JOURNAL OF MOLECULAR RECOGNITION   20 巻 ( 448-458 ) 頁: .   2007年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  115. Capacitance XAFS method: A new site-selective and microscopic X-ray absorption Spectroscopy 査読有り

    Ishii Masashi, Nakao Aiko, Uchihashi Takayuki

    PHYSICA SCRIPTA   T115 巻   頁: 97-101   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

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書籍等出版物 18

  1. 膜タンパク質工学ハンドブック

    内橋貴之( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 第1編 第2章15「高速原子間力顕微鏡によるタンパク質の構造ダイナミクス解析」)

    株式会社 エヌ・ティー・エス  2020年4月  ( ISBN:978-4-86043-537-0

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  2. 自己修復・自己組織化材料の開発と応用事例

    内橋貴之( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 第5章 第12節「高速原子間力顕微鏡による分子の自己組織化過程のリアルタイムでの観察」)

    技術情報協会  2020年3月  ( ISBN:978-4861047817

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  3. 実験医学増刊 Vol.36 No.20, 「生きてるものは全部観る! イメージングの選び方・使い方100」

    内橋貴之( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 第5章 走査型プローブ顕微鏡「原子間力顕微鏡 ⅰ.高速原子間力顕微鏡」)

    羊土社  2018年12月  ( ISBN:978-4-7581-0375-6

  4. Compendium of Surface and Interface Analysis

    Takayuki Uchihashi( 担当: 分担執筆)

    The Surface Science Society of Japan  2018年 

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    担当ページ:263-267   記述言語:英語 著書種別:学術書

  5. 光と生命の事典

    内橋貴之( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 第5章 「光による生命現象の計測」177節 高速原子間力顕微鏡)

    朝倉書店  2016年2月  ( ISBN:978-4-254-17161-7

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  6. Noncontact Atomic Force Microscopy Vol.3

    Takayuyki Uchihashi, Noriyuki Kodera, and Toshio Ando( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Chapter 22: High-speed Atomic Force Microscopy)

    Springer  2015年 

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    担当ページ:481-518   記述言語:英語 著書種別:学術書

  7. Atomic Force Microscopy in Nanobiology

    Takayuki Uchihahsi, Noriyuki Kodera, Toshio Ando( 担当: 分担執筆 ,  範囲: " Chapter 8: Development of High-speed AFM and Its Biological Applications)

    Pan Stanford Publishing  2014年  ( ISBN:978-981-4411-59-2

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    総ページ数:437   担当ページ:143-176  

  8. 膜タンパク質構造研究

    内橋貴之, 安藤敏夫( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 23章: 原子間力顕微鏡による膜タンパク質のダイナミクス研究)

    化学同人  2013年10月  ( ISBN:4759815619

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  9. Single-molecule Studies of Proteins (Biophysics for the Life Sciences) Vol 2

    Takayuki Uchihashi, Noriyuki Kodera, Toshio. Ando( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Chapter 5 : Nanovisualization of proteins in action using high-speed AFM)

    Springer  2013年  ( ISBN:978-1-4614-4920-1

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    担当ページ:119-147   記述言語:英語 著書種別:学術書

    DOI: 10.1007/978-1-4614-4921-8

  10. Nanoscale Liquid Interfaces: Wetting, Patterning, and Force Microscopy at the Molecular Scale

    Toshio Ando, Takayuki Uchihashi( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Chapter 19: High-speed AFM and Imaging of Biomolecular Processes)

    Pan Stanford Publishing  2013年  ( ISBN:9789814316453

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

    DOI: 10.4032/9789814364485

  11. Atomic force microscopy in liquid: Biological Applications

    ( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Toshio Ando, Takayuki Uchihashi, Noriyuki Kodera)

    Wiley-VCH Verlag GmbH  2012年  ( ISBN:9783527327584

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    担当ページ:189-209   記述言語:英語 著書種別:学術書

    DOI: 10.1002/9783527649808

  12. Atomic force microscopy in Biomedical Research: Methods and Protocols

    Takayuki Uchihashi, Toshio Ando( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Chapter 18 : High-speed Atomic Force Microscopy and Biomolecular Processes)

    Humana Press  2011年 

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    担当ページ:285-300   記述言語:英語 著書種別:学術書

  13. Life at the Nanoscale - Atomic force Microscopy of Live Cells

    Takayuki Uchihashi, Toshio Ando( 担当: 分担執筆)

    Chapter 8 : High-speed atomic force microscopy for dynamic biological imaging  2011年  ( ISBN:9789814267960

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    担当ページ:163-184   記述言語:英語 著書種別:学術書

    DOI: 10.4032/9789814267977

  14. 酵素利用技術大系

    内橋貴之, 安藤敏夫( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 第2編6節:AFMを用いた酵素反応解析)

    株式会社 エヌ・ティー・エス  2010年4月  ( ISBN:4860432711

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  15. Single Molecule Dynamics in Life Science

    Toshio Ando, Takayuki Uchihashi, Noriyuki Kodera, Daisuke Yamamoto, Masaaki Taniguchi, Atsushi Miyagi, Hayato Yamashita( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Chapter 12: High-speed atomic force microscopy for nano-visualization of biomolecular processes)

    Wiley-VCH Verlag GmbH  2008年  ( ISBN:978-3-527-31288-7

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    担当ページ:277-296   記述言語:英語 著書種別:学術書

  16. Scanning Probe Microscopy: Characterization, Nanofabrication and Device Application of Functional Materials (NATO SCIENCE SERIES II: Mathematics, Physics and Chemistry)

    Seizo Morita, Takayuki Uchihashi, Kenji Okamoto, Masayuki Abe, and Yasuhiro Sugawara( 範囲: Nanoscale Contact Charging on a Silicon Oxide)

    Springer Netherlands  2005年  ( ISBN:978-1-4020-3019-2

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    担当ページ:289-308   記述言語:英語 著書種別:学術書

    DOI: 10.1007/1-4020-3019-3

  17. Fundamentals of Tribology and Bridging the Gap between Micro-and Micro/Nanoscales (NATO SCIENCE SERIES: Mathematics, Physics and Chemistry)

    Seizo Morita, Yasuhiro Sugawara, Kousuke Yokoyama, and Takayuki Uchihashi( 範囲: Atomic Scale Origins of Force Interaction")

    Springer  2001年  ( ISBN:978-94-010-0736-8

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    担当ページ:103-120   記述言語:英語 著書種別:学術書

    DOI: 10.1007/978-94-010-0736-8

  18. Forces in Scanning Probe Methods" (NATO Advanced Science Institutes Series E: Applied Science -Vol.286)

    Yasuhiro Sugawara, Seizo Morita, Yoshinobu Fukano, Takayuki Uchihashi, Takahiro Okusako, Ayumi Chayahara, Yoshiki Yamanishi, and Takahiko Oasa( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Time Dependence and its Spatial Distribution of Densely Contact-Electrified Electrons on a Thin Silicon Oxide)

    Springer  1995年  ( ISBN:978-94-010-4027-3

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    担当ページ:505-506   記述言語:英語 著書種別:学術書

    DOI: 10.1007/978-94-011-0049-6

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講演・口頭発表等 15

  1. 高速原子間顕微鏡による膜輸送装置Secの動態観察

    長池航, 板家成良, 春山隆充, 塚崎智也, 内橋貴之

    日本生体エネルギー研究会第46回討論会  2020年12月10日  日本生体エネルギー研究会

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    開催年月日: 2020年12月9日 - 2020年12月10日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:金沢   国名:日本国  

  2. 高速原子間力顕微鏡を用いた光化学系IIの動態観察

    戸叶貴也, 加藤祐樹, 杉山翔吾, 野口巧, 内橋貴之

    日本生体エネルギー研究会第46回討論会  2020年12月10日  日本生体エネルギー研究会

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    開催年月日: 2020年12月9日 - 2020年12月10日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:金沢   国名:日本国  

  3. 「見て触って理解するタンパク質の動きと機能 ~高速原子間力顕微鏡技術の基礎 から生物応用まで~ 」 招待有り

    内橋貴之

    慶應義塾大学 大学院講義「先端研究  2020年12月2日  慶應義塾大学

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    開催年月日: 2020年12月2日

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  4. Development of Tip-Scan Atomic Force Microscope for Stretching Elastic Substrates

    F.-Y. ChanR. Kurosaki, T. Uchihashi

    International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM28)  2020年12月10日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  5. 高速AFMによる酸素発生光化学系II のドメイン構造揺らぎの可視化 招待有り

    内橋貴之

    ブルカージャパン オンラインシンポジウム 〜単一生体分子の動的プロセス評価に向けた高速AFM技術〜  2020年12月15日  ブルカージャパン

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年11月21日

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  6. 高速原子間力顕微鏡でタンパク質の一分子動態を可視化する 招待有り

    内橋貴之

    新学術領域合同シンポジウム-ソフトロボット学と発動分子科学の境界  2020年11月4日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年11月4日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  7. 高速原子間力顕微鏡で可視化する生体・人工分子のダイナミクス 招待有り

    内橋貴之

    岡山大学大学院医歯薬学総合研究科(薬学系) 先端薬学特論 公開セミナー  2020年10月9日  岡山大学大学院医歯薬学総合研究科

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年10月9日

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  8. Observation of Substrate Binding Sec Translocon and Structural Change of SecA with HS-AFM 国際会議

    Wataru Nagaike, Takamitsu Haruyama, Tomoya Tsukazaki and Takayuki Uchihashi

    2020年9月16日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年9月16日 - 2020年9月18日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  9. Chasing the transformation between monomer and dimer structure of cadherin anchored to supported lipid bilayer by high-speed AFM 国際会議

    Shigetaka Nishiguchi, Hiroki Oda and Takayuki Uchihashi

    2020年9月16日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年9月16日 - 2020年9月18日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  10. Structures of heliorhodopsin and schizorhodopsin elucidate the structural diversity of microbial rhodopsins

    Wataru Shihoya, Keiichi Inoue, Singh Manish, Akimitsu Higuchi, Masae Konno, Rei Yoshizumi, Takayuki Uchihashi, Hideki Kandori and Osamu Nureki

    2020年9月16日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年9月16日 - 2020年9月18日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  11. Characterization of the enzymatic property and structural dynamics of the T3SS ATPase from Enteropathogenic Escherichia coli 国際会議

    Aya Suzuki, Hiroshi Ueno, Ryo Kurosaki, Takayuki Uchihashi and Hiroyuki Noji

    2020年9月16日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年9月16日 - 2020年9月18日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  12. HS-AFM observation of Amyloid β elongation and inhibition by antibodies 国際会議

    Shogo Miyajima, Maho Yagi-Utsumi, Takayuki Uchihashi and Koichi Kato

    2020年9月16日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年9月16日 - 2020年9月18日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  13. HS-AFM as a versatile tool to study dynamical and mechanical properties of proteins 国際会議

    Christian Ganser, Kimitoshi Takeda, Ryota Iino, Koichi Kato and Takayuki Uchihashi

    2020年9月18日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  14. Structural insights into the mechanism of rhodopsin phosphodiesterase 招待有り 国際会議

    Wataru Shihoya, Tatsuya Ikuta, Masahiro Sugiura, Kazuho Yoshida, Masahito Watari, Takaya Tokano, Kota Katayama, Satoshi Tsunoda, Takayuki Uchihashi, Hideki kandori and Osamu Nureki

    2020年9月17日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  15. High-speed atomic force microscopy – a versatile tool to study protein dynamics and more

    Christian Ganser, Kimitoshi Takeda, Ryota Iino, Koichi Kato and Takayuki Uchihashi

    2020年2月7日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年2月7日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

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科研費 14

  1. 1分子ゆらぎの直接観察による膜蛋白の機能発現と障害発生のメカニズムの解明

    研究課題/研究課題番号:20K07279  2020年04月 - 2023年03月

    相馬 義郎

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    担当区分:研究分担者 

    医学・生理学的に重要な生命プロセスの多くは、チャネルやトランスポータなどの膜蛋白および、それらの集合体である膜蛋白複合体の機能によって支えられおり、これらの動作機構の解明は、医学生理学の大きな進歩に繋がると期待されるが、その詳細なメカニズムはほとんど解っていない。
    本研究においては、細胞膜環境プラットフォームを備えた高速原子間力顕微鏡を用いて、生理的環境における膜蛋白の1分子から複合体までのメゾスコピック領域での「ゆらぎ」に注目した分子動態の直接観察とシミュレーションを用いた定量的解析を行ない、膜蛋白1分子および膜蛋白複合体の動作機構の解明をめざす。

  2. 高速AFMで可視化する外的刺激により誘起される多孔性結晶表面の構造ダイナミクス

    研究課題/研究課題番号:20H04669  2020年04月 - 2022年03月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    内橋 貴之

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:5330000円 ( 直接経費:4100000円 、 間接経費:1230000円 )

    吸着分離材、不均一系触媒などの多くの応用が期待されている多孔性結晶は、ゲスト分子の吸着や圧力、電場などの外的刺激に応答して結晶構造が柔軟に変化する。本研究では、外的刺激に応答する多孔性結晶表面のナノスケールダイナミクス現象を高速原子間力顕微鏡(AFM)で直接可視化し、I: MMFやMOFなど多孔性結晶へのゲスト分子の吸着と格子歪の結晶表面伝搬の可視化、II: MMF表面での金ナノ粒子の成長過程の追跡、III: 局所力学刺激による格子歪誘起と選択的ゲスト分子の吸着制御の3項目について研究を行い、多孔性結晶の機能設計や性能向上のために基盤的知見を得る。

  3. 再構成アプローチで解明するダイナミンの膜切断機構とその破綻に起因する疾患発症機序

    研究課題/研究課題番号:19KK0180  2019年10月 - 2023年03月

    国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    竹田 哲也

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    担当区分:研究分担者 

    本研究では、日本国内5名(代表者:竹田、分担者:内橋、谷、竹居、西上)と、海外共同研究者(Harvey McMahon、MRC分子生物学研究所)で構成する学際的かつ国際的な共同研究チームを組織し、ダイナミンによる膜切断機構の作動原理とBARドメイン蛋白質による制御機構、さらにダイナミンの機能破綻によって起こる難治性疾患の発症機序を、in vitro再構成系を用いた「ボトムアップ型」の構成生物学的なアプローチで解明する。
    本研究の目的は、ダイナミンによる膜切断機構およびBARドメイン蛋白質による制御機構、さらにダイナミンの異常に起因する難治性疾患の発症機序を明らかにすることである。この目的の達成に向け、代表者(竹田)が細胞生物学的に解析を進めている、ダイナミンやBARドメイン蛋白質による「複雑な」細胞内膜リモデリング機能を、海外共同研究者(McMahon)や分担者(竹居)が開発したin vitro再構成系を用いて「単純化」して再現し、電子顕微鏡による構造解析(竹居)、高速AFM(内橋)や蛍光偏光顕微鏡(谷)を用いた分子動態イメージング解析を行う。さらに、得られたデータの定量的解析をもとに、ダイナミンによる膜切断機構の数理モデルを使った検証を試み(西上)、ダイナミンによる膜切断機構の作動原理とその破綻による疾患発症機序の解明を目指す。
    初年度はキックオフミーティングを開催し、チームメンバーによる議論を通じて、プロジェクトの進捗状況および今後の研究の方向性について確認した。また海外共同研究者であるHarvey McMahon博士を、第58回日本生物物理学会年会に招聘し、その際に日英全てのメンバーによるミーティングを行うことを決定した。代表者(竹田)は、初年度に計3ヶ月間McMahon研究室に滞在し、研究を行う予定であったが、新型コロナ感染拡大の影響により、渡英は次年度以降に行うこととした。その間、代表者(竹田)はダイナミンファミリーやBARドメイン蛋白質の精製蛋白質の調製を行い、分担者(竹居、内橋)と共同で、電子顕微鏡および高速AFMを用いて膜リモデリング分子のin vitro解析の準備を進めている。また分担者(谷、西上)は、分子動態イメージングとそのデータに基づいた数理モデリングの準備を進めている。
    初年度はキックオフミーティングを開催し、チームメンバーによる議論を通じて、プロジェクトの進捗状況と今後の方向性に関して確認した。また海外共同研究者であるHarvey McMahon博士(MRC-LMB)を、第58回日本生物物理学会年会に招聘し、その際に日英の全てのメンバーによるミーティングを行うことを決定した。代表者(竹田)は、初年度に計3ヶ月間McMahon研究室に滞在し、疾患型ダイナミンのin vitro膜リモデリング解析を行う予定であったが、新型コロナ感染拡大の影響のため、渡英は次年度以降に行うこととした。その間、代表者(竹田)は、ダイナミンファミリーやBARドメイン蛋白質の精製蛋白質の調製を進めており、分担者(竹居、内橋)と共同で、膜リモデリングのin vitro再構成系の電子顕微鏡および高速AFMによる解析を進めている。また分担者(谷、西上)は、分子動態イメージングとそのデータに基づいた数理モデリングの準備を進めている。以上のように本研究はおおむね順調に進展している。
    代表者(竹田)は引き続き研究の統括およびダイナミンファミリーやBARドメイン蛋白質の精製蛋白質の調製や細胞生物学的解析を行う。また分担者は、海外共同研究者(McMahon)や分担者(竹居)が開発した膜リモデリングのin vitro再構成系を用い、電子顕微鏡による構造解析(竹居)、高速AFMによる分子動態解析(内橋)、蛍光偏光顕微鏡解析(谷)と数理モデリング(西上)を行う。代表者(竹田)は計3ヶ月間McMahon研究室に滞在し、疾患型ダイナミンのin vitro膜リモデリング解析を行うと共に、MRC分子生物学研究所の研究者とのネットワーキングを積極的に行い、今後の研究発展に不可欠な、学術的・人的な基盤づくりに努める。今後の具体的な実験として、1.ダイナミンによる膜切断機構の解明:(1)電子顕微鏡および高速AFMによる分子構造・動態解析;(2)蛍光偏光顕微鏡による膜切断過程におけるダイナミンの分子配向解析、2.BARドメイン蛋白質による膜切断制御機構の解明:(1)BARドメイン蛋白質によるダイナミンの膜切断制御機構の解析;(2)BARドメイン蛋白質による新規膜切断機構の解析、3.ダイナミン異常疾患の発症機序の解明を計画している。

  4. ダイナミンの新規分子マシナリーによる細胞骨格と膜のダイナミクス制御の連携機構

    研究課題/研究課題番号:19H03225  2019年04月 - 2022年03月

    竹居 孝二

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    担当区分:研究分担者 

    ダイナミンはアクチン、微小管、生体膜を制御する。ダイナミンとそのターゲットは、重合脱重合、変形などダイナミック変化するため分子の作動実態は未解明である。我々は最近、ダイナミンの膜切断過程をin vitroで再現し、その働きを直接観察した(Takeda et al. eLife 2018)。in vitro再構成系と細胞レベルの解析により、アクチン、微小管、生体膜に対するダイナミンの作動実態と、ダイナミンのマルチ機能が細胞内で連携統合する仕組みを解析する。ダイナミンファミリー分子に共通する本質的分子マシナリーの解明、マルチ機能の統合の仕組みの解明、ダイナミン変異疾患の病態解明を目指す。
    ダイナミンによる微小管制御について、ダイナミン1が腎糸球体ポドサイトの一次突起に微小管と共局在し、ポドサイトの突起形成や細胞形態の安定化に必要であることを明らかにした。さらにin vitro再構成系により、コムギ無細胞タンパク合成系にて調製したダイナミン1が微小管を束化することを見出した。
    ダイナミンによるアクチン制御機構解明のために、in vitroでダイナミン1によるアクチン線維束の超微構造を電子顕微鏡により観察した。その結果、アクチン線維束周囲にダイナミンがらせん状に重合すること、らせん状重合体の外側にもアクチン線維が結合することを見出した。ダイナミン2についても同様の結果を得たが、ダイナミン1に比べ、アクチン線維束との親和性と線維束活性がより高いことが判明した。
    ダイナミンはリポゾームと反応するとリポゾーム膜をチューブ状に変形させその周囲にせん状に重合するが、さらにアクチン線維を加えるとアクチン線維がチューブに沿って結合した。これによりダイナミンが膜とアクチン線維とをリンクさせることが明らかになった。
    骨格筋細胞のT管形成におけるダイナミンの機能を解明するために、培養筋芽細胞にダイナミン2をBAR タンパクBIN1と共発現させ、T管様構造の形成と動態に対する影響を調べた。野生型ダイナミン2はBIN1との結合を介してそのGTPアーゼ活性が抑制され、BIN1により形成されるT管様構造を安定化させた。一方、遺伝性筋疾患中心核ミオパチー(CNM)の変異を導入したダイナミン2はGTPアーゼ活性を上昇させ、T管様構造形成を減少させた。以上より、ダイナミン2がT管形成維持に必要であり、CNM変異によるT管形成維持の不全がCNMの分子病態機序である可能性を示した。
    ダイナミンによる微小管ダイナミクス制御については、ダイナミン1がポドサイトの微小管に局在し、微小管を束化すること、ポドサイトの突起形成や細胞形態の安定化に必要であることなど上述の知見をまとめ学会発表するとともに、現在論文にまとめている(The Mon La, Tachibana, et al. 投稿準備中)。
    ダイナミンによるアクチン制御については、内橋教授(名古屋大、研究分担者)との共同研究により、アクチン線維束形成、分散における分子動態の高速AFM観察を進めている。また成田教授(名古屋大)との共同研究を新たに開始し、クライオ電顕観察によるダイナミンーアクチン線維束の分子構造解析に着手した。
    骨格筋細胞のT管形成におけるダイナミン2の機能、ダイナミン2CNM変異によるCNMの分子病態機序に関する上述の知見を学会発表するとともに、論文にまとめて投稿した(Fujise, et al. 投稿中)
    ダイナミンによる微小管ダイナミクス制御については、微小管安安定化におけるダイナミンの働きを解明するため、チューブリンアセチル化との関わりを精査する。また、ダイナミン1による微小管の安定化は、分化したポドサイトにおいてのみ顕著となることから、細胞の分化とダイナミン機能との関連を明らかにする。
    ダイナミンによるアクチン制御については、共同研究による高速AFM観察とクライオ電観察を進め分子の構造と動態を明らかにする。
    骨格筋細胞のT管形成において、ダイナミン2の関与が明らかにされたものの、分子の作動機構は未解明である。今後はIn vitro再構成系によりこれを明らかにする。
    マラリアダイナミンについては赤血球寄生マラリア原虫のシゾんときにおける局在がわかってきたので、その詳細を明らかにするとともに、マラリアダイナミンによる膜変形の作動機構解明に注力する。

  5. 発動分子の化学-力学エネルギー変換機構の解明に資する高速AFM技術の開発

    研究課題/研究課題番号:19H05389  2019年04月 - 2021年03月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    内橋 貴之

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:5980000円 ( 直接経費:4600000円 、 間接経費:1380000円 )

    本領域で創成された発動分子やその集積体の構造動態や動的相互作用、秩序形成のダイナミクス観察に関して共同研究を推進する。同時に、計測技術・シミュレーション・理論班との協働により発動分子の作動原理を実験・理論両面から明らかにする。一方で、回転分子モーターV-ATPaseに焦点を絞り、高速AFM/一分子蛍光顕微鏡を用いてATPの結合と解離の検出と同時に分子の構造変化を測定する方法を確立し、化学-力学エネルギー変換の分子機構を明らかにする。また、高速AFM/一分子蛍光顕微鏡装置に実装する多機能基板の開発も進め、外部刺激による発動分子の動態応答に関する研究を推進する。
    i) DNA修復酵素MRE11/RAD50/NBS1(MRN)の動態解析:ヒトのDNA修復を担うMRE11/RAD50/NBS1複合体(MRN)の構造を高速AFMで解析した。従来、Rad50ダイマーはフック部位が開いた開環構造を取と考えられてきたが、高速AFMにより、MRN複合体の多くは閉じたリング構造を形成し、また、定説とは逆側のヘッドと呼ばれる球状ドメインで開きアーム部の構造も異なることを明らかにした。ヒトのみならず酵母や大腸菌のMRNホモログの分子構造を解析し、新たに発見されたヘッド部位でのリング開閉運動が種を超えて保存されていることも明らかにした。さらに、酵母細胞中のMRNのフックをSMCタンパク質のヒンジドメインと入れ替えたキメラMRNを作製し、キメラMRが酵母のDNA損傷を修復可能であることを見いただした(Tatebe et al, Nat. Commun. 2020)。
    ii) タンパク質分子針と脂質二重膜との相互作用解析(A01-3上野GおよびA01川野Gとの領域内共同研究)バクテリオファージ T4の細胞膜貫通部位から作製されあた人工分針の脂質二重層膜との動的相互作用を高速AFM観察し、分子針が脂質膜に貫入していく様子を観察することに成功した(Ueno, Nanoscale 2020)。
    iii) ゲル微粒子のタンパク質取り込み過程の観察( B01鈴木Gとの領域内共研究)ハイドロゲル微粒子にタンパク質が取り込まれる過程を観察し、ゲル微粒子の構造と電荷状態に依存して取り込まれるタンパク質のサイズや機構が異なることを明らかにした(Matsui et al, Chem. Commun. 2019)。
    本研究課題では、高速原子間力顕微鏡(AFM)による一分子動態計測を通し、発動分子の機能発現機構を明らかにする。また、高速AFM装置を基盤とした発動分子の化学-力学共役機構の解明に資する新規技術を開発することにある。高速AFMを用いた発動分子の機能動態解析は、研究実績の概要に記載しているように、DNA修復酵素や人工分針の機能動態、ハイドロゲル微粒子のタンパク質取り込み挙動などの観察に成功した。この他にも、ヘムタンパク質の集積過程(Hirayama et al, JACS, 2020 )や酵母プリオンのアミロイド構造 (Konnno et al, PNAS, 2020)のダイナミクス観察に成功して成果をあげつつある。領域内共研究も積極的に実施しており、現在8グループと共同研究を進めており、3グループとは既に共同研究の成果を論文として公表している。以上から、高速AFMを利用した発動分子のダイナミクス観察は順調に進捗している。
    発動分子の化学-力学共役機構の解明に向けた新規技術に関しては、今年度はプラットフォームとなる探針走査型高速AFMの開発に注力した。設計・部品製作は終了し、現在組み立てと動作確認を行っているところである。現在までに、ガラス表面や脂質二重膜をテスト試料として高速AFM観察を行えるところまで確認できている。
    従来型の高速AFMを用いた発動分子の機能動態解析はこれまで同様に、領域家内共同研究を含めて積極的に実施していくことで、発動分子の創成に向けた領域の研究進展に尽力する。特に、最近A01上野Gと共同研究を開始した六量体リング状ATPaseのリング内協同性と化学-力学共役機構の解明を中心に行なう。装置開発に関しては、7月までに探針走査型高速AFMの立ち上げと操作性向上のためのソフトウェア開発を終える。次に、基板操作用のマニピュレータの製作に取り掛かる。弾性変形可能なPDMAを基板として、基板の力学操作が可能なことを確かめす。これに成功すれば、PDMS基板に微小管を固定し、微小管に伸長あるいは圧縮の力学負荷を印加しながら、キネシンの滑走状態を高分解能に観察し、レールタンパク質の構造変調とモータータンパク質の運動活性について研究する。また、PDMSとパターン基板を用いた中空脂質二重膜形成のためのパターン化井戸構造を持つ基板作製検討し、人工分子の脂質膜への再構成と膜内拡散のダイナミクス観察のための基盤技術を完成させる。

  6. 高速原子間力顕微鏡で明らかにする微小管の構造欠陥によるキネシンの機能変調

    研究課題/研究課題番号:18H01837  2018年04月 - 2021年03月

    内橋 貴之

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:17550000円 ( 直接経費:13500000円 、 間接経費:4050000円 )

    I. 高速力学マッピング法の開発1)
    高速AFMでイメージング中に任意の位置での定量機械特性を取得可能な”in-line-force-curve”法を開発した。この手法を用いてチューブリンが重合したタンパク質ポリマーである微小管の単一チューブリンダイマーの引き抜きによる局所構造操作に成功し、チューブリンダイマー間の結合エネルギーの定量化を行った。さらに、”in-line-force-curve”を拡張し、機械特性(弾性率・凝着力)を1フレーム3秒程度でマッピングできるシステムを開発した。
    II. 屈曲微小管におけるキネシンの滑走運動:マイカ基板にアイランド上に平面脂質膜を形成し、さらに脂質膜を構成する正電荷脂質の量を制御することで、微小管を屈曲して基板に固定することができた。この微小管上で微小管関連運動タンパク質であるキネシンの滑走運動を高速AFMで観察した結果、微小管の変形が細胞内輸送に関与するの滑走速度を制御していることが明らかになった。屈曲の曲率が異なる微小管でのキネシンの移動速度を解析したところ、曲率が大きくなるほどキネシンの運動速度が低下した。分子動力学シミュレーションでキネシンの運動速度低下の要因を探ったところ、変形した微小管ではキネシンの親和性が高まっているためであることがわかった。この結果は、キネシンの移動を制御するためのメカノセンサーとしての微小管の役割を明らかにし、微小管の機械的変形がキネシンの移動を制御する役割を果たしていることを示唆している。
    インラインフォースモードを利用した微小管への点欠陥の形成とサイズ制御は効率よく行えるようになった。しかしながら、現状では微小管に形成した点欠陥周辺のキネシンの運動を高解像かつ安定に観察するまでには至っていない。さらに微小管の固定方法およびAFMの観察条件の最適化を検討する必要がある。一方で、本研究課題で開発したインラインフォースモードを基盤として、さらに機能向上することで、生体試料の硬さや探針との凝着力といった力学・化学特性をマッピングできる機能を開発することができた。この機能を活かすことで、微小管の局所力学特性がキネシンの移動運動に与える影響も調べることができると考えている。また、本研究の過程で、微小管に構造欠陥を形成せずとも、微小管の屈曲がキネシンの運動速度が変調されることが明らかになった。これは、微小管を構成するチューブリンの構造が微小管の屈曲によりわずかに変化し、その構造変化によってキネシンとの親和性が変化していることを意味しており、実際、分子動力学シミュレーションで屈曲によるチューブリンの構造変化によって屈曲した微小管とキネシンの親和性が高くなり、その結果、キネシンの運動速が低下していることを明らかにすることができた。これらの結果を踏まえて、次年度は微小管の構造欠陥とキネシンの運動活性の計測および解析を進めていく。
    インラインフォースカーブモードにより微小管に制御性良く欠陥を形成し、その欠陥周囲のでキネシンの運動解析を進める。具体的に以下の方法で実験を進める。
    I. 微小管の局所ヌクレオチド状態の制御とキネシンの運動活性解析:微小管に生じた構造欠陥は周囲にあるフリーなチューブリンの結合により自己修復される。チューブリンはGTPの結合により重合するが、微小管中のチューブリンはGTP型とGDP型が混在した一種の状態欠陥を形成しており、それがキネシンの運動活性を変えるとの報告がある。微小管の自己修復機能を利用して、生成した欠陥にGDPあるいはGTP(GMPPCC)結合型のフリーなチューブリンで修復することで、微小管の局所的ヌクレオチド状態を制御する。アセチル化状態が異なるチューブリンでも同様の実験を行う。
    2.微小管の局所欠陥によるキネシン-2の運動変調:モータータンパク質であるキネシン-2は微小管に欠陥があると速度の低下や微小管からの解離が起こることが報告されている。しかし、その際の欠陥とタンパク質の位置関係や速度低下の分子機構は明らかでない。前年度にチューブリンダイマー欠陥の数と位置を制御し、欠陥に遭遇したときのキネシンのふるまい、1) 欠陥からの距離と運動速度、2) プロトフィフィラメントの乗り換え運動、3) 欠陥のサイズに依存した運動速度低下と解離、4) 欠陥近傍でのキネシンの構造変化を解析し、構造・物性欠陥によるキネシンの運動変調の分子機構を明らかにする。

  7. 高速AFMを基盤としたソフトクリスタルの構造物性ダイナミクス評価技術の確立

    研究課題/研究課題番号:18H04512  2018年04月 - 2020年03月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    内橋 貴之

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:5200000円 ( 直接経費:4000000円 、 間接経費:1200000円 )

    本研究課題では、高速AFMを用いて外部刺激に応答するソフトクリスタルの表面・物性構造のダイナミクスを高時空間分解能で可視化する基盤技術を確立し、ソフトクリスタルの機能創発の分子機構を明らかにすることを目的としている。以下に今年度の成果を項目ごとに記述する。
    1. 高速力学マッピング法の開発:高速AFMでイメージング中に任意の位置での定量機械特性を取得可能な”in-line-force-curve”法を開発した。この手法を用いてチューブリンが重合したタンパク質ポリマーである微小管の単一チューブリンダイマーの引き抜きによる局所構造操作に成功し、チューブリンダイマー間の結合エネルギーの定量化を行った。さらに、”in-line-force-curve”を拡張し、機械特性(弾性率・凝着力)を1フレーム3秒程度でマッピングできるシステムを開発した。
    2. 高分子ゲル微粒子の昇温収縮の過程:温度制御型高速AFMと位相計測を組み合わせて、熱応答性のpNiPAmハイドロゲル微粒子の温度依存的収縮過程を観察したところ、微粒子内部に非熱応答性のナノサイズのドメインが存在することを見出した。また、この非熱応答性ドメインは沈殿重合法、あるいは体積相転移温度以下での逆相ミニエマルション重合法で重合した微粒子に存在し、体積相転移温度よりも高い温度で重合された微粒子ではナノドメイン微粒子内に均一に分布することを明らかにした。
    3. 六量体ヘムタンパク質のシート構造形成過程の観察:六量体ヘムタンパク質(HTTP)のモノマーにCys残基を導入してトリペプチドFGGタグを付与し、さらに、ククルビットウリル8(CB8)をFGGタグのホストとすることで、HTTPのシート状自己組織化構造を作製することに成功した。また、シート形成過程を高速AFMでモニターし、シート構造形成の詳細を明らかにした。
    令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
    令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  8. 糖鎖の合成と分解過程を可視化する高速AFM/一分子FRET技術の確立

    研究課題/研究課題番号:17K19519  2017年06月 - 2019年03月

    挑戦的研究(萌芽)

    内橋 貴之

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6240000円 ( 直接経費:4800000円 、 間接経費:1440000円 )

    高速AFM/全反射照明蛍光顕微鏡複合機にイメージスプリッティング光学系を組み込み、高速AFMと一分子FRETの同時計測が可能なシステムを開発した。糖鎖合成酵素K4CPと多糖分解酵素セルラーゼTrCel6Aの一分子FRET計測のための蛍光標識試料を調製し、糖鎖の伸張やセルラーゼの構造変化に伴うFRET効率の変化を計測することができ、同時観察用試料の調製法を確立した。これらの試料に対し、高速AFMと一分子FRETの同時観察を試みたが、様々な問題に直面し、期間内に成功には至らなかったが、現在、同時計測を可能にするための測定条件の確立を急いでおり、近い将来、同時計測が可能になると期待される。
    個々のタンパク質の構造とそのダイナミクス計測は、タンパク質の機能発現のメカニズムの直接的理解を可能にすることから、生命現象を理解する上で必須である。高速原子間力顕微鏡と一分子FRET計測の融合は、両手法の欠点を補いタンパク質一分子のダイナミクスの詳細が定量的に解析できる。この手法でこれまで困難であった、タンパク質のダイナミクス現象を計測できるようになり、生命科学分野の発展に大きなインパクトを与える手法になると考えられる。本研究成果は、複合計測の実現可能性と萌芽を示すものであり、学術的意義は大きいと考える。

  9. 高速原子間力顕微鏡による微小管の自己修復機構の解明と機械特性評価

    研究課題/研究課題番号:17F17701  2017年04月 - 2019年03月

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    担当区分:その他 

    I. インラインフォースカーブモードの開発:高速AFMでタンパク質の動態を可視化しながら、任意の位置で試料の力学操作と機械特性計測が可能なインラインフォースカーブモードを開発した。具体的には、イメージング中にPCに表示された画像で決めた位置で画像取得を停止し、プローブ-試料間距離を変化させてフォースカーブを取得し、引き続きイメージングを行い局所外力印加後の分子の動態を観察できるシステムを構築した。これにより微小管への局所外力の印加とそれによる構造変化やナノ力学特性の定量的解析が可能になった。
    II. 微小管への欠陥生成と機械特性評価:インラインフォースカーブモードを使って、微小管からチューブリンダイマーを引き抜き、同時にフォースカーブを計測することに成功した。さらに、欠陥のサイズを変えながらフォースカーブを取得し、チューブリン間の結合力を定量化した。これにより、これまで理論的にしか研究されていなかった微小管の機械特性を解析することができた。
    III. 微小管の自己修復過程の可視化:微小管にチューブリンダイマーの欠陥を形成後、その欠陥が再びチューブリンの再結合による修復される、自己修復と呼ばれる現象を捉えることに成功した。この測定により、微小管の自己修復過程は微小管の中空内で拡散しているチューブリンの結合で生じることを明らかにした。
    IV. 欠陥周囲のキネシンの運動解析:微小管の構造欠陥周辺でのキネシンの運動観察を行った。微小管に沿って進んできたキネシンが欠陥直前で微小管から解離したり、プロトフィラメントを乗り換えて、欠陥を迂回して進んでいく様子が見られた。さらに再現性の高い実験を可能にするため、多数の微小管を平行に並べてストライプ状に配列させる基板条件の検討を行った。その結果、適切なバッファ条件と基板に脂質二重膜を用いることで微小管をストライプ状に整列させることに成功した。
    平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
    平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  10. 高速AFM計測によるKaiタンパク質のロバストな概日周期発生機構の解明

    研究課題/研究課題番号:16H00758  2016年04月 - 2018年03月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    内橋 貴之

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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 )

    Kaiタンパク質の動的相互作用: KaiCのリン酸化状態に依存してKaiAとの相互作用が概日周期的に変動することを見出した(Phase Dependent Differential Affinity: PDDAと名付けた )。KaiCのリン酸化概日周期について、実験で得られたパラメーターを用いて数理シミュレイションを行い、PDDAが概日周期にどのような影響を及ぼすのかを調べた。PDDAが無い場合には、KaiAとKaiCの濃度比が変動すると概日周期が消失するのに対して、PDDAがある場合には概日周期が維持される濃度比が3倍程度大きくなった。このことから、PDDAは細胞内でのタンパク質濃度の揺らぎに対するKaiシステムの頑強性に寄与していることが明らかになった。また、温度制御下でKaiA-KaiCの相互作用を調べたところ、25-29℃の温度範囲では動的親和性に大きな変化は見られえず、30℃以上では、KaiAとKaiCの親和性が大きく変化することがわかった。
    プロテアソームα7ホモ14量体のα6による2ステップ解体過程:領域内共同研究としてプロテアソーム構成タンパク質α7ホモ14量体がα6により解体される過程を観察した。α7-14量体をアミノシランで化学修飾したマイカに強固に吸着させると14量体が自発的に7量体に分離する様子が見られた。さらに,α7-7量体リングの中心孔にα6サブユニットが結合・解離を繰り返し、時間経過とともにα6が中心孔に強固に結合することが分かった。また、積層した7量体リング間に隙間が経時的に生じ、そこにα6が結合する様子が観察された。これらのことから、α7-14量体のα6サブユニットによる解体は、リング積層間隙へのα6の結合と解離、7量体リング中心孔へのα6の強固な結合によるダブルリングの再生阻止の2段階の過程を経ていることを明らかにした。
    29年度が最終年度であるため、記入しない。
    29年度が最終年度であるため、記入しない。

  11. 高速AFMで明らかにする真正細菌型イオンポンプロドプシンの多量体構造と機能動態

    研究課題/研究課題番号:16H00830  2016年04月 - 2018年03月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    内橋 貴之

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6890000円 ( 直接経費:5300000円 、 間接経費:1590000円 )

    1.イオンポンプロドプシンの多量体構造の決定: 様々な微生物型ロドプシンを高速AFM法と円二色性(CD)分光法により網羅的に解析し、脂質膜に再構成された状態での多量体構造を決定した。高速AFM観察により、GR、KR2、FR、KrActR、QsActR等の真性細菌で見出された微生物型ロドプシンはリング状の5量体を形成しており、GPRは5量体と6量体が共存していることがわかった。また、センサリーロドプシンであるSRII、ハロロドプシンNpHRなどの古細菌型ロドプシンは三量体であることがわかった。一方、内向きH+ポンプであるPoXeRやセンサリーロドプシンASRは真性細菌で発見された微生物型ロドプシンであるが、アミノ酸残基の相同性からは古細菌型に分類され、実際多量体構造は三量体であった。また、CD分光で観察される三量体と五量体に特徴的なスペクトルは多量体構造に依存したレチナールの配向で説明できることもわかった。これらの結果から、微生物型プロドプシンの多量体構造は進化系統樹と深く関わっている一方、イオンポンプのイオン種や向きと相関がないことがわかった。
    2.KR2の光誘起構造変化の観察の観察: 外向きNa+ポンプであるKR2の光誘起による構造変化の観察に向けて、KR2五量体の観察面の決定およい高解像観察に適した試料の調製を行った。野生型に比べて光サイクルが100以上遅いN112A変異体を高解像観察しながら、周期的な光照射を照射したが明瞭な構造変化は観察できなかった。このことから、BRとは異なり、KR2の光サイクル中には大規模な構造変化は起きていない可能性が示唆された。
    29年度が最終年度であるため、記入しない。
    29年度が最終年度であるため、記入しない。

  12. 放線菌由来セルラーゼの結晶性基質の効率的分解に関わる機構解明

    研究課題/研究課題番号:15K07383  2015年04月 - 2018年03月

    内山 拓

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    担当区分:連携研究者 

    「バイオリファイナリー」の実現に向けて、その鍵を握る酵素糖化の効率を高めることを目標とし,セルラーゼの効率的な結晶性セルロース分解に関わる酵素反応メカニズムを解明することを試みた。具体的には放線菌由来のセルラーゼSaCel6Bの生化学実験、高速原子間力顕微鏡観察、タンパク質結晶構造解析を通じて、そのようなメカニズムの解明を試みた。実験や観察の結果、セルラーゼSaCel6Bの効率的な結晶性セルロース分解に関わるアミノ酸残基2つを見出し、これらの重要性を明らかにした。このようなアミノ酸残基の情報を元に、糖化効率の高いセルラーゼの発見や、糖化効率の高い新規セルラーゼの合成を試みることが可能となった。

  13. 温度可変高速AFMの開発と温度依存的ATPaseの構造機能相関の解明

    研究課題/研究課題番号:15H03540  2015年04月 - 2018年03月

    内橋 貴之

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:16770000円 ( 直接経費:12900000円 、 間接経費:3870000円 )

    室温から約45℃の温度制御可能な高速AFMシステムを開発した。実際に、41度で固相から液相に相転移する脂質二重膜(DPPC)を用いて高温観察の評価を行い、相転移温度以上で膜の流動性が増加し脂質二重膜の形状が変化する様子を確認できた。温度制御システムを使って、べん毛の輸送タンパク質の一部であるFliIの観察を行ったところ、モノマーから六量体形成していく過程やFliI六量体の構造が変化する様子も観察できた。シアノバクテリアの概日周期タンパク質であるKaiCとKaiAの結合解離過程の温度依存性の測定にも成功した。

  14. 高速AFMの高度化技術の開発とタンパク質の動作機序解析

    研究課題/研究課題番号:26119003  2014年07月 - 2019年03月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    安藤 敏夫

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    担当区分:連携研究者 

    本研究の目的は大きく2つに分けられる。(1)高速AFMのバイオ応用研究を自ら推進するだけでなく、班員と領域外の研究者にも装置を開放して、彼らと協力してタンパク質分子が動作する姿を活写する動的構造生命科学を幅広く新規開拓すること、(2)装置の高度化を更に進めて、従来の高速AFMでは観察不可能な分子レベルで起こる現象を観察可能にすることにある。前者については、非常に多様なタンパク質系の高速AFM観察に成功し、機能プロセスのメカニズムの理解に繋がった。後者については、高速AFMと光ピンセットとの複合機、及び、高速AFM装置に基づく超解像蛍光顕微鏡の開発に成功した。これらの応用展開は今後の課題である。
    タンパク質分子は生命の機能素子であり、その機能する仕組の解明は生命現象及び疾病の理解に必須である。代表者が開発した高速AFMは機能中のタンパク質分子を直接観察することを可能にし、機能メカニズムの理解を促進する。だが、多くの対象を観察するには、多くの研究者との共同研究が必要であった。また、現在の高速AFMでさえ観察できない現象があり、装置の高度化は必須であった。本研究の実施は、多くの多様なタンパク質系の理解を可能にしただけでなく、この顕微鏡を利用できる人材の育成にも繋がった。高速AFMの高度化は新規観察を可能にした。その本格的応用は今後の課題だが、更なる生命現象の理解に貢献するものと期待される。

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