業績一覧
形態機能医科学講座／分子生理学分野
1.領域構成教職員・在職期間
教授
准教授
講師
助教
その他研究員
大学院生

老木今野清水岩本成稔
卓啓史真幸

平成10年8月～
平成12年6月～
平成16年4月～
平成16年4月～

2.研究概要研究概要
イオンチャネルは神経系のみならず、あらゆる細胞において情報伝達を担う分子である。チャネル分子の異常によって起こる疾患（チャネル病）は神経疾患・不整脈・糖尿病など多岐に渡っている。本領域はイオンチャネル分子の構造機能相関を主なテーマとしている。変異したチャネル分子をアフリカツメガエル卵母細胞に発現させたり、脂質平面膜に再構成し、巨視的電流記録や単一チャネル電流記録などの電気生理学的実験を行う。これを生物物理学的に解析することによって、チャネル分子のイオン選択性・ゲーティングの分子機構を解明することを目的とする。最近では新しく開発された一分子計測法をチャネル分子に適用し、チャネル一分子の構造変化をリアルタイムで捉えるための実験を行っている。これによりチャネル一分子レベルでの構造変化と機能の関係を統一的に理解することを目指す。

キーワード
電気生理学、イオンチャネル、構造機能相関、パッチクランプ法、単一チャネル電流
業績年の進捗状況
特色等
パッチクランプ法は長い歴史を持つ優れた手法であるが、その欠点を改善するための新しい方法を開発し、従来不可能であった実験を実現することができた。この手法を適用し、新しいプログラムを開発することによって、長年懸案であった問題に明快な解答を与えることができた。従来の電気生理学的手法を基礎に、ハード、ソフト両面から新しい方法を展開するところに特色がある。
本学の理念との関係
チャネル分子の構造機能相関研究は、チャネル分子の特性を利用した一分子計測によって基礎的解析を深く進めることができ、神経系のみならずあらゆる生体内信号系の理解を深めることができる。さらに薬物との相互作用研究を通して、薬物の副作用としての不整脈を回避するための研究など臨床医学にも貢献することが期待できる。

3.研究実績
区分
和文原著論文英文論文

ﾌｧｰｽﾄｵｰｻｰ
ｺﾚｽﾎﾟﾝﾃﾞｨﾝｸﾞｵｰｻｰ
その他
合計

編数
2018年分062410

インパクトファクター（うち原著のみ）
2018年分
―24.052（22.944）
10.688（9.58）
17.989（17.989）
42.041（40.933）（A） 著書・論文等(1) 英文：著書等
a． 著書
b． 著書（分担執筆）
c． 編纂・編集・監修(2) 英文：論文等
a． 原著論文（審査有）Shimizu, H., Iwamoto, M.: A Landscape for Structural Stabilities during Gating Transitions in the KcsA Potassium Channel., J.
1816001
Physiol. Sci., 68, ｓ169, 2018, #3.341

1816002

Takazaki Hiroko、Shimizu Hirofumi、Yasunaga Takuo: Structural Analysis of KcsA by Cryo-EM Single Particle Analysis, Microscopy,
67, i35, 2018, DOI: 10.1093/jmicro/dfy096, #1.776

1816003

Maki-Yonekura Saori、Matsuoka Rei、Yamashita Yoshiki、Shimizu Hirofumi、Tanaka Maiko、Iwabuki Fumie、Yonekura Koji: Hexamericand pentameric complexes of the ExbBD energizer in the Ton system, eLife, 7, e35419, 2018, DOI: 10.7554/eLife.35419, #7.616

1816004

Iwamoto, Masayuki;Oiki, Shigetoshi: Constitutive boost of a K+ channel via inherent bilayer tension and a unique tensiondependent modality, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 115(51), 13117-13122, 201812, DOI: 10.1073/pnas.1812282115, #9.58

1816005

Iwamoto, M., Oiki, S.: Membrane tension-assisted gating of the KcsA potassium channel revealed by the membrane sterol effects.,
J. Physiol. Sci., 68, s113, 2018, #3.341

1816006

Matsuki, Y., Iwamoto, M., Aikawa, T., Oiki, S.: Effects of an artificial lipid, dipalmitoyl sulfobetaine, on the function ofion channel., J. Physiol. Sci., 68, ｓ138, 2018, #3.341

1816007

Sumikama, T., Oiki, S.: An alternative permeation mechanism through the K+ channel., J. Physiol. Sci., 68, ｓ68, 2018, #3.341

1816008

Sumino, A., Oiki, S.: Effects of lipid bilayer fluidity on clustering-dispersion of the K+ channel KcsA., J. Physiol. Sci., 68,ｓ170, 2018, #3.341

1816009

Masataka Inada, Masanao Kinoshita, Ayumi Sumino, Shigetoshi Oiki & Nobuaki Matsumori: A Concise Method for Quantitative
Analysis of Interactions between Lipid and Membrane Proteins., Anal. Chim. Acta, 1059, 103-112, 2019, DOI:
10.1016/j.aca.2019.01.042, #5.256

b． 原著論文（審査無）c． 原著論文（総説）
Iwamoto, Masayuki;Oiki, Shigetoshi: Lipid Bilayer Experiments with Contact Bubble Bilayers for Patch-Clampers, J. Vis. Exp.,
1816010(143), 201901, DOI: 10.3791/58840, #1.108
d． その他研究等実績（報告書を含む）
e． 国際会議論文

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(3) 和文：著書等
a． 著書
b． 著書（分担執筆）
c． 編纂・編集・監修(4) 和文：論文等
a． 原著論文（審査有）b． 原著論文（審査無）c． 総説
d． その他研究等実績（報告書を含む）
e． 国際会議論文（B） 学会発表等(1) 国際学会
a．招待・特別講演等
Oiki, S.: Renovating lipid bilayer systems for studying channel-membrane interplays, The 49th Natl Inst Physiol Sci (NIPS)
1816011
International Symposium, 20181206
b．シンポジスト・パネリスト等
c．一般講演（口演）d．一般講演（ポスター）
Yoshikazu Hirai, Yasuaki Mori, Tomoki Tabuchi, Hirofumi Shimizu, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata: Microchannel Fabrication
1816012
using a Photo Patternable Adhesive Material for Recording Conformational Changes of KcsA Channel with the Diffracted X-ray
Tracking Method, The EUROSENSORS, 2018

1816013

Hirofumi Shimizu, Masayuki Iwamoto, Kentaro Kajiwara, Yoshikazu Hirai, Osamu Tabata: Method to Record Single-Molecule
Fluctuations and Conformational Changes in Proteins, 9th FAOPS CONGRESS (Federation of the Asian and Oceanian PhysiologicalSocieties), 20190328

1816014

M. Iwamoto, S. Oiki: A tension-modulated modality of the KcsA channel exclusive for acid-activated state, 第9回アジア・オセアニ
ア生理学会連合大会, 20190329

1816015

M. Iwamoto, S. Oiki: Tension-mediated regulation of the KcsA channel: a novel dual modality of the channel activation, 第49回生
理研国際シンポジウム, 20181207

1816016

Iwamoto, M., Oiki, S.: in bulla channel synthesis and functional expression system under applied membrane potentials., 第9回アジア・オセアニア生理学会連合大会, 2019330

1816017

Matsuki, Y., Iwamoto, M., Yamatake, M., Oiki, S.: Dipole Potential Evaluated by Hydrophobic Ions using the Contact Bubble
Bilayer Method., 第9回アジア・オセアニア生理学会連合大会, 20190330

1816018

Yano, K., Iwamoto, M., Oiki, S.: Measurements of water flux across a lipid bilayer membrane with evaluation of unstirred waterlayer., 第9回アジア・オセアニア生理学会連合大会, 20190330

1816019

Y.Mastuki,M.Iwamoto,M.Yamatake,S.Oiki: Dipole Potential Evaluated by Hydrophobic lons using the Contact Bubble Bilayer Method,
9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies, 神戸コンベンションセンター, 20190329

e．一般講演f．その他(2) 国内学会（全国レベル）
a．招待・特別講演等
b．シンポジスト・パネリスト等
老木 成稔: Molecular Dynamics Experiments of Reconstituted Potassium Channels, 日本生理学会, Cutting-edge approaches to the1816020
functioning mechanisms and pathophysiology of ion channels, 別府市, 201903

1816021

Sumino, A., Uchihashi, T., Sumikama, T., Oiki, S.: Studying ion channels in reconstituted membrane using atomic force
microscopy., 第56回日本生物物理学会年会, 20180915

c． 一般講演（口演）Sumikama, T., Mita, K., Oiki, S.: Na+ ions permeate through the KcsA K+c channel slowly., 第56回日本生物物理学会年会, 20180916

1816022d． 一般講演（ポスター）
Hiroko Takazaki, Hirofumi Shimizu, Kaoru Mitsuoka, Takuo Yasunaga: Structural Analysis of KcsA by Cryo-EM Single Particle
1816023
Analysis, 第55回日本生物物理学会年会, 20181816024
1816025

岩本真幸、老木成稔: ステロールによる膜張力を介したKcsAカリウムチャネル活性の制御, 日本生物物理学会第56回年会, 20180916
Konno T: Attempts at CA-type formal analysis of fibrous assembly of particles, 第56回日本生物物理学会年会, 岡山市, 201809

e． 一般講演
f． その他（3） 国内学会（地方レベル）a．招待・特別講演等
b．シンポジスト・パネリスト等
c． 一般講演（口演）d． 一般講演（ポスター）
e． 一般講演
f． その他

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（4）その他の研究会・集会
a．招待・特別講演等
老木成稔、岩本真幸: 再構成チャネル―膜系からコモンスペースを考える, 生理研研究会「生体コモンスペース研究会」, 20180713

1816026
1816027

岩本 真幸、炭竈 享司、浦久保 博一、老木 成稔: チャネル機能が見える：KcsA チャネルのイオン透過と新しい張力感受性モダリティ, 生理研研究会「シグナル動態の可視化と操作に基づく多階層機能解析の新展開」, 20180928

b．シンポジスト・パネリスト等
c． 一般講演（口演）d． 一般講演（ポスター）
e． 一般講演
f． その他（C） 特許等
区分

内容（発明の名称）

発明者又は考案者（D）その他業績

4.グラント取得（A） 科研費・研究助成金等
区分
プロジェクト名

研究課題名

代表者名

分担者名

期間（年度）

区分
研究種目
文部科学省科学研究費 基盤研究(B)
補助金

課題名
代表者名
再構成生理学：チャネ 老木 成稔
ルと膜の機能構築的ア
プローチ

分担者名

期間（年度）

文部科学省科学研究費 新学術領域研究補助金

金額（配分額）2018

金額（配分額）6370000

X線1分子動態計測によ 清水 啓史
る温度依存性イオン
チャネル開閉制御機構の動的解明

20184940000

文部科学省科学研究費 新学術領域研究補助金

in vitro とin cellの 清水 啓史
蛋白質動態をつなぐX
線１分子動態計測法の開発

2018

5070000

文部科学省科学研究費 基盤研究(B)
補助金

膜電位存在下における 清水 啓史
イオンチャネルの機能と構造変化の１分子同時計測

201813390000

文部科学省科学研究費
補助金

葉緑体表層膜で機能す 児島る細菌由来の膜安定化機構と物質透過機構の解明と応用

文部科学省科学研究費 基盤研究(C)
補助金

膜脂質によるイオン岩本 真幸
チャネル開閉制御の分子基盤を探る（B） 奨学寄附金
受入件数
受入金額

征司

高野幸

博嘉、岩本真2018

2018

1700000

5.その他の研究関連活動（A） 学会開催等
区分

主催・共催の別

学会名（B） 学会の実績
学会の名称
日本学術会議その他

日本生物物理学会

分野別委員（その他） 老木成稔

日本生理学会
日本生物物理学会
日本蛋白質科学会
米国生物物理学会
日本生理学会

老木今野今野清水清水成稔
卓
卓啓史啓史

清水啓史

米国生物物理学会
日本生理学会
日本生物物理学会

評議員（評議員）
一般会員
一般会員
一般会員
一般会員
地区編集委員（一般会員）
一般会員
一般会員
一般会員

岩本岩本
岩本真幸
真幸
真幸（C） 座長
国内学会

学会名

日本生物物理学会

役職
老木（D） 学術雑誌等の編集
学術雑誌等の名称
委員長（主査）・委員

開催日

開催地

氏名
成稔

氏名
氏名

（E） その他

1816028
18160291816030

岩本真幸: 学長奨励賞（研究）（福井大学）, 201903

18160311816032

岩本真幸: 細胞膜上の物質通り道「カリウムイオンチャネル」膜の張力

岩本真幸、山竹真理子、老木成稔: 福井大学医学部2017年度後期優秀論文賞（福井大学医学部）, 201806
岩本 真幸,老木 成稔: 2018年度後期優秀論文賞（医学研究推進室）, Constitutive boost of a K+ channel via inherent bilayer
tension and a unique tension-dependent modality, 2018

岩本真幸: 福井大研究チーム

強ければ活性（福井）, 20181222

細胞膜上の物質通過条件を解明（NHK）, 20181222

ページ 3780000