研究領域の現状 269
生体分子情報研究部門
秋 山 修 志（教授） （2012 年 4 月 1 日着任）
A -1).専門領域：生物物理学，時間生物学
A -2).研究課題：
a). タンパク質時計が奏でる概日リズムの分子科学的解明 b).タンパク質時計のコヒーレント制御
c). Ｘ線溶液散乱とＸ線結晶構造解析を相補的に駆使した生体高分子の動的構造解析
A -3).研究活動の概略と主な成果
a). Ｘ線小角散乱を始めとする各種分光法を用いて，時計タンパク質 K ai C の構造変化を捉えた。K ai C はドーナツを２ つ積み上げたような２重のリング状構造をしており，片方のリングにある「周期を規定する A T Pase」の制御状態と 密に連動して，もう片方のリング半径が膨らんだり，縮んだりを繰り返す。このリズミカルな分子鼓動を蛍光分光法 でリアルタイム計測することに成功した。
b).タンパク質時計の応答を大規模スクリーニングするための実験装置を独自開発した。今後，外乱の種類や時空間的 パターンについて検証を深めることで，源振の特性が導き出されるものと期待される。
c). 散乱強度の規格化に用いる標準タンパク質の調製・品質管理法を確立することで，原点散乱強度を用いた分子量推 定の精度や再現性を向上させることに成功した。また，生体高分子のＸ線溶液散乱計測に特化した８連セルを開発し， これによりデータ品質を損なうことなく実験時間を大幅に短縮することに成功した。
B -1). 学術論文
S. AKIYAMA, “Structural and Dynamic Aspects of Protein Clocks: How Can They Be So Slow and Stable?” Cell. Mol. Life Sci. 69, 2147–2160 (2012).
B -3). 総説，著書
A. MUKAIYAMA, T. KONDO and S. AKIYAMA, “Visualization of circadian ticking of cyanobacterial clock protein KaiC in real time,” SPring-8 Research Frontiers 2011, 46–47 (2012).
B -4). 招待講演
秋山修志 ,.「K ai タンパク質時計の源振の分子科学的解明に向けて」,.第１９回時間生物学会学術大会 ,.北海道大学 ,. 2012 年 9 月.
秋山修志 ,.「時計タンパク質のダイナミクス」,.放射光将来光源利用サイエンス若手シンポジウム,.東京大学 ,.2012 年 8月. 秋山修志 ,.「時計タンパク質 K aiC の概日性分子鼓動」,.第１２回日本蛋白質科学会年会 ,.名古屋国際会議場 ,.2012年 6月. 向山 厚，尾上靖弘，大迫政人，近藤孝男，秋山修志 ,.「シアノバクテリア時計タンパク質 K aiC の A T Pase に備わる自己抑 制制御機構」,.第１２回日本蛋白質科学会年会 ,.名古屋 ,.2012 年 6月.
270 研究領域の現状
向山 厚，近藤孝男，秋山修志 ,.「シアノバクテリア時計タンパク質 K aiC が刻む概日リズム」,.第１２回日本蛋白質科学会年会 ,. 名古屋 ,.2012 年 6月.
秋山修志 ,.「タンパク質時計に秘められた秩序ある遅いダイナミクス〜源振の分子科学的解明と新光源への期待〜」,. 第２５回 日本放射光学会年会 ,.鳥栖市民文化会館 ,.2012 年 1月.
S. AKIYAMA, “Circadian ticking of cyanobacterial clock protein KaiC in solution,” from Structure to Dynamics: For Our Understanding of Protein–Protein Interactions, Nagoya (Japan), March 2012.
S. AKIYAMA, “Tracking and Visualizing Intramolecular Feedback in Cyanobacterial Clock Protein KaiC,” The 12th KIAS Conference on Protein Structure and Function, Seoul (Korea), October 2012.
B -6). 受賞，表彰
S. AKIYAMA, The Protein Society Annual Poster Board Award (2002). S. AKIYAMA, 2006 SAS Young Scientist Prize (2006).
秋山修志 ,.日本生物物理学会若手奨励賞.(2007).
秋山修志 ,.平成２０年度文部科学大臣表彰若手科学者賞.(2008).
B -7). 学会および社会的活動 学協会役員等
日本生物物理学会委員.(2011–.).
日本生物物理学会分野別専門委員.(2010,.2012). 学会の組織委員等
第１８回日本時間生物学会学術大会実行委員.(2011). 第１２回日本蛋白質科学会年会組織委員.(2012). 第５０回日本生物物理学会年会実行委員.(2012). 学会誌編集委員
日本生物物理学会「生物物理」会誌編集委員.(2009–2011). 日本結晶学会「日本結晶学会」会誌編集委員.(2010–2012).
B -10).競争的資金
科学技術振興機構さきがけ研究 ,.「時間と共に離合集散を繰り返す分子機械のＸ線小角散乱・動的構造解析」,. 秋山修志. (2005年 –2009年 ).
科研費若手研究 ( B ) ,.「異常分散・Ｘ線小角散乱を利用した無配向生体高分子の２原子間距離計測」,. 秋山修志. (2007年 –2010 年 ).
科研費若手研究 (A ),.「時を生み出すタンパク質 K aiC におけるA T Pase自己抑制・温度補償機構」,.秋山修志.(2010 年 –2013年 ). 科研費挑戦的萌芽研究 ,「多チャンネル・セルを用いたハイスループットＸ線小角散乱」,.秋山修志.(2012 年 –2014年 ).
研究領域の現状 271 C ). 研究活動の課題と展望
２０１２年 4月に当研究グループを立ち上げ，それより実験室や機器類の整備，グループ構成員の拡充など，研究体制の整備 に注力してきた。同年９月に着任した向山厚助教および研究補助員らの努力により，シアノバクテリアの時計タンパク質が安 定的に生産・精製されるようになった。これによって生物物理学，分光学，構造生物学といった幅広い方向への研究展開が 可能となるため，試料の量と質が早い段階で担保されたことは非常に意義深い。
Ｘ線溶液散乱用に開発された８連セルは安定に稼働しており，実験データの収集が大幅に簡便化された。これによって計測 以外の業務に割くことのできる時間が増し，現場での試料調製やデータ解釈が十分にできるようになった。次年度は，観測ポー ト数を劇的に増やした多チャンネル・セルを開発し，さらなる計測効率や精度の向上に貢献したい。
