真核細胞
オオアメーバのアメーバ運動

Species name: Amoeba proteus
兵庫県立大学大学院生命理学研究科　西上　幸範

オオアメーバは非常に活発なアメーバ運動を行う。またこの際に細胞質は活発な流動を示す。

モデル (CG)
筋収縮中のアクチン結合ミオシン-II（クロスブリッジ）の動き

Species name: Rabbit
大阪市立大学　片山栄作

　動画前半は従来の単純なレバーアーム首振り説に基づくミオシン・クロスブリッジ（頭部）の動きを示す。このような動きは、ATP結合の有無におけるミオシンの結晶構造の特徴、および、「張力発生中にモーター領域は動かない」との実験事実に基づいて想定された。パワーストロークは、ATP非結合状態においてアクチンと強く結合する硬直複合体中のミオシン（1DFK：レバーアームは伸展状態）と、ATPを結合しレバーアームが強く屈曲した構造（1DFL) の間の遷移である。アクチンに結合するモーター領域がアクチンに固定されればレバーアーム部分が動き、首を振ることになる。　 　動画後半は急速凍結レプリカ法により片山（文献1-2) が直接観察した電子顕微鏡画像から示唆されるミオシン頭部の動きを示し、われわれの解析(文献3-5)により存在が明らかになった新たな中間体の構造を含む。In vitroアクチン滑り運動中のミオシンの急速凍結レプリカ像は、動画前半にある従来の説では説明不可能なクロスブリッジの構造を示した（文献２）。われわれはその構造を説明できる新たな中間体を見出し（文献4）、その３次元構造を再構成した（文献4-5）。その新たな構造を含め、時分割化学架橋法による結果（文献6）を勘案することにより、観察結果の妥当な解釈が可能となった（文献5）。クロスブリッジ・サイクル過程の大部分で新たなコンフォメーションを取っていることが想定される。 [文献] 1. Katayama E. The effects of various nucleotides on the structure of actin-attached myosin subfragment-1 studied by quick-freeze deep-etch electron microscopy. J Biochem. 1989 Nov;106(5):751-70. 2: Katayama E. Quick-freeze deep-etch electron microscopy of the actin-heavy meromyosin complex during the in vitro motility assay. J Mol Biol. 1998 May 1;278(2):349-67. 3: Katayama E, Ohmori G, Baba N. Three-dimensional image analysis of myosin head in function as captured by quick-freeze deep-etch replica electron microscopy. Adv Exp Med Biol. 1998;453:37-45. 4: Katayama E, Ichise N, Yaeguchi N, Yoshizawa T, Maruta S, Baba N. Three-dimensional structural analysis of individual myosin heads under various functional states. Adv Exp Med Biol. 2003;538:295-304. 5: Kimori Y, Baba N, Katayama E. Novel configuration of a myosin II transient intermediate analogue revealed by quick-freeze deep-etch replica electron microscopy. Biochem J. 2013 Feb 15;450(1):23-35. 6. Andreev OA, Reshetnyak YK. Mechanism of formation of actomyosin interface. J Mol Biol. 2007 Jan 19;365(3):551-4.

真核細胞
ミドリムシのユーグレナ運動（すじりもじり運動）

Species name: Euglena
神戸大学理学研究科洲崎研究室　早川昌志

ミドリムシ（Euglena gracilis）の、ユーグレナ運動（すじりもじり運動）です。 ミドリムシは、鞭毛によって遊泳運動をすることが有名ですが、光刺激、機械刺激、化学­刺激を与えると、このような細胞変形運動を行います。 この動画では、カバーグラスで軽く潰すことによる機械刺激で、ユーグレナ運動を引き起­こしています。

その他
泳ぐP -クラミドモナス細胞レンズ効果の証（東京工業大学化学生命科学研究所　若林憲一）

日本生物物理学会　2019年年会実行委員会

緑藻クラミドモナスは眼点によって光源方向を認識して走光性を示す。細胞膜上の光受容体を、光反射板の役割をする色素層が裏打ちすることで、眼点は高指向性光受容を行う。我々は野生株と逆方向に泳ぐ変異株を単離し、その原因が色素層の欠損であることを見出した。逆方向に泳ぐのは、色素層を失った眼点が、細胞を通ってレンズ効果によって集光された光のほうが、正面から来る光よりも強いと感じ、光源方向を誤認するからだと考えた。しかし査読者はクラミドモナスが凸レンズになるわけがないと言う。我々は顕微鏡光路にPの字（photoの頭文字）を置き、細胞上にPの字が見えれば反論できると考えた。結果はご覧の通り (Ueki, Ide et al., 2016 PNAS)。 撮影装置名（メーカーとモデル）：　顕微鏡 オリンパス BX-53、カメラ オムロンセンテック　STC-MCA5MUSB3

モデル (CG)
急速凍結 by Blender

大阪市立大学　細胞機能　浜口　祐

フリーソフト「Blender」で作製した急速凍結の様子。実際には一瞬の出来事なので、ゆっくりめに作っています。

真核細胞
繊毛のメタクロナールウェーブ

Species name: Paramecium caudatum
山口大学・理学部　岩楯好昭

ゾウリムシなどの単細胞生物は，表層を覆う多数の繊毛を使って遊泳する。それぞれの繊毛はわずかな位相差を保ちながら打つため，繊毛群の動きはあたかも表層を伝わる波のように見える。この非常に美しい波をメタクロナールウェーブと呼ぶ。

真核細胞
オオアメーバの運動

Species name: Amoeba proteus
基礎生物学研究所　谷口 篤史

オオアメーバは鞭毛や繊毛などの運動器官を持っていないが、体の形を自由に変形させることで移動を行う。このような運動はアメーバ運動と呼ばれており、アメーバなどの原生生物に限らず動物の白血球やがん細胞といった多細胞生物の細胞運動にも使われている。アメーバ運動にはいくつか種類があり、オオアメーバの場合はブレブと呼ばれる機構で運動を行っていると考えられている。これは細胞内のアクチンとミオシンの収縮によって細胞内に圧力を発生させ、その圧力が細胞先端を押すことで仮足が伸びるという仕組みである。

会議
2019年生物物理学会年会懇親会「樺ちゃんも盛り上げてます！！」

日本生物物理学会　　2019年年会実行委員会

2019年生物物理学会年会懇親会で、樺山先生が櫓に上がり、盛り上げてくれました。

その他
網膜２　網膜の内部を泳ぐ（京都大学大学院生命科学研究科　佐藤慎哉）　

日本生物物理学会　2019年年会実行委員会

概要： 蛍光タンパク質を全細胞の細胞質に発現するマウスから網膜を単離し、多光子顕微鏡で表面から深さ200 µmまで、1 µm間隔で断層撮影した。動画は深さ方向のスタック画像データを画像処理によって網膜側面からの連続断層像に再構成したもので、網膜内を泳ぎ進むような気分を味わえる。 見どころ： 視細胞核が9-10層、縦に美しく整然と並んでいるが、これには理由がある。マウスのような夜行性生物は、中心部にヘテロクロマチンが局在する特殊な構造の視細胞核を持ち、これがマイクロレンズとして働くことで、入射光を直線的に導くと言われている。 撮影装置名（メーカーとモデル）：オリンパス　多光子レーザー走査型顕微鏡

モデル (CG)
べん毛のらせん形状：ノーマル、CCW 回転、多形変換

県立広島大学 生命環境学部　相沢 慎一

細菌べん毛はべん毛モーター反転のねじれの力、pH、塩濃度、温度などに応じて, Straight、 Normal、 Coiled、 Curly とらせん構造が変化する多形変換能を持つ。

原核細胞
Motility of Paenibacillus sp. NAIST15-1 (5)

Species name: Paenibacillus sp.
奈良先端科学技術大学院大学　小林 和夫

Cellular behavior of the wild-type strain at the leading edge zones of swarming colonies on 0.6% agar plates. The wild-type strain was spotted onto the center of 0.6% agar plates and incubated at 37°C for 6 h. Coverslips were placed directly on the surface of the leading edge zones of the colonies and cell morphology observed under a video light microscope. These movie is real time. Scale bar, 20 μm.

Genetic Analysis of Collective Motility of Paenibacillus sp. NAIST15-1

真核細胞
マクロビオツス

Species name: Macrobiotus sp.
東京都　下水道局

大きさは0.2～1.0mmくらい。体はうすいキチン質の膜でおおわれ、棘剛毛、よろい板を持っている。四対の歩脚があり、先端部に爪がある。口と肛門の付近に、それぞれ線がある。本来は土壌中に生息する生物である。卵を脱皮した皮の中に多数個生む。動作はのろく、ゆっくり歩く姿がクマに似ているのでクマムシと呼ばれる。エサに口から出した歯針を刺し込み、咽頭の働きにより内容物を吸引する。ビデオでは出産が、みられる。

微生物図鑑

レクチャー
研究発表「運動能の系統樹」（2020/1/17 記者レクチャー）

大阪市立大学　宮田　真人

大阪市立大学理学研究科 宮田 真人(みやた まこと)教授らの研究チームは、文部科学省による支援を受け、2012年から2018年にかけて47研究チームで行った新学術領域研究、「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性（略称：運動マシナリー）」から得られた実験結果と議論を基に、これまでに見つかったすべての運動能の起源と進化を、世界で初めて提案しました。 本内容は2020年1月20日、日本分子生物学会の欧文誌である『Genes to Cells』に掲載されました。

真核細胞
筋肉（筋原線維）の自発的振動収縮

早稲田大学　石渡信一

SPOC(Myofibril in auxotonic condition)

真核細胞
筋肉（筋原線維）の自発的振動収縮

早稲田大学　石渡信一

Standard SPOC

その他
クラミドモナス・グラフィー（東京工業大学化学生命科学研究所　若林憲一）

日本生物物理学会　2019年年会実行委員会

緑藻クラミドモナスの培養液を角型ディッシュにいれ、正の走光性を誘導する膜透過性活性酸素種薬剤を加えた。これをライトボックスの上に置き、白抜き文字で「BIOPHYSICS」と書いたOHPシートをディッシュの下に置いた。３分程放置すると字のところにくっきりと細胞が集まる。シートを抜いて４分ほどすると拡散して字が見えなくなる。この後半４分を２０倍速で逆再生したのがこの動画である。クラミドモナスの正確な光源認識、迅速な走光性を利用してお絵描きができる。 撮影装置名（メーカーとモデル）：　カメラ SONY Cyber-shot DSC-RX100M2

会議
2019年生物物理学会年会懇親会「永井先生、盛り上げてます！」

日本生物物理学会　　2019年年会実行委員会

2019年生物物理学会年会懇親会で、永井先生が櫓に上がり司会を務めました。

モデル (CG)
Updated centipede model for Mycoplasma mobile gliding

Species name: Mycoplasma mobile
大阪市立大学　宮田真人，浜口　祐

supplemented to a scientific paper Prospects for the gliding mechanism of Mycoplasma mobile Makoto Miyata, Tasuku Hamaguchi (Osaka City University) doi:10.1016/j.mib.2015.08.010 end user license: CC BY-NC-ND 4.0

Miyata M, Hamaguchi T, Prospects for the gliding mechanism of Mycoplasma mobile. Current Opinion in Microbiology. 29, 15-21.

会議
2019年生物物理学会年会懇親会「ひょっとこになった永井先生」

日本生物物理学会　　2019年年会実行委員会

2019年生物物理学会年会の懇親会で永井先生がひょっとこ姿で盛り上げてくれました。

レクチャー
Human-Pathogen Interaction

Species name: Human-Pathogen
Stanford University　Stanley Falkow

Ninety percent of the cells humans carry are microbes. Only a few of the bacteria we encounter are pathogenic and can cause disease. Pathogens possess the inherent ability to cross anatomic barriers or breach other host defenses that limit the microbes that make up our normal flora. A significant part of human evolution has gone into developing ways to thwart microbial intrusion. In turn, microbes have come up with clever ways to avoid and circumvent host defenses but human — microbe interactions is still a "Work in Progress." When we study pathogens we learn as much about ourselves as we do about them.