チューブリン結合によるダイニン活性化の構造基盤の解明
Project/Area Number |
21K06096
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
今井 洋 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (60391869)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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Keywords | 分子モーター / ダイニン / 微小管 / クライオ電子顕微鏡 / 細胞骨格 / 単粒子解析 / チューブリン |
Outline of Research at the Start |
細胞質ダイニンは、細胞骨格である微小管に沿って、細胞内物質を輸送する重要なタンパク質である。例えば、細胞膜周辺部から核に向けて、ミトコンドリア、mRNA、アミロイドβタンパク質などを運ぶ。細胞質ダイニンが微小管に結合した構造は、2つの部分構造として報告されている。しかし、多くのタンパク質複合体で、全体構造が解明されたときに、複数の部分構造を合わせたものと全体構造とに差異があることが報告されている。そこで、本研究では、細胞質ダイニンが微小管に結合した全体構造を、クライオ電子顕微鏡を使って明らかにすることを目的とする。この構造がわかると、ヒトの神経変性疾患の発病の分子メカニズムの解明などに役立つ。
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Outline of Annual Research Achievements |
細胞質ダイニンは、細胞骨格である微小管に沿って、成長因子などの細胞内物質やミトコンドリアなどの細胞小器官を輸送する。輸送はATPの化学的なエネルギーを力学的なエネルギーに変換することで達成される。ダイニンの力発生前と力発生後の近原子分解能の構造は報告されているが、それらの間でどのような中間構造が存在するかは依然としてなぞである。この疑問を解くために、私たちはクライオ電子顕微鏡単粒子解析法を用いて、細胞質ダイニンのモータードメインの構造の新たな中間体構造を明らかにした。ダイニンの加水分解サイクルの理解に大きな変更が加えられると考えている。現在、論文投稿に向けて準備を進めている。 次に、細胞質ダイニンのモータードメインの構造が微小管結合に伴いどのように変化するかを調べるために、クライオ電子顕微鏡で構造解析を行っている。現在、実験を進行させている。 さらに、細胞質ダイニンだけでなく、繊毛ダイニンの構造も、クライオ電子顕微鏡で調べている。繊毛ダイニンは、精子の運動や気管上皮細胞での異物の排除に働く繊毛を駆動するためのモータータンパク質である。繊毛ダイニンは、10数種類あるが、近原子分解能での構造が明らかにされているのは、3種類のみである。残りの繊毛ダイニンの構造は未知である。私たちは、繊毛ダイニンの近原子分解能の新規構造を得た。そこで、論文投稿の準備を行っている。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
細胞質ダイニンの新たな中間体構造を、近原子分可能の構造として得られた。さらに、繊毛ダイニンの構造においても、近原子分可能の構造を得た。現在、論文投稿のための準備を進めている。
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Strategy for Future Research Activity |
微小管やチューブリンに、細胞質ダイニンのモータードメインを結合させて、クライオ電子顕微鏡で構造解析を行う計画である。現在、クライオ電子顕微鏡のためのグリッドの凍結条件を検討している。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
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[Presentation] 電子顕微鏡単粒子解析法による繊毛ダイニン新規構造の解明2023
Author(s)
雷宜慈 1, 今井洋 1, 山本遼介 1,重兼拓実 1, 下理恵子 1, 上村慎治 2, 八木俊樹 3, 梶村直子 4, 光岡薫 4, 昆隆英 1 (1 大阪大学理学研究科, 2 中央大学理工学部, 3 県立広島大学生物資源科学部, 4 大阪大学超高圧電子 顕微鏡センター)
Organizer
2023 年 生体運動研究合同班会議
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[Presentation] ネガティブ染色電子顕微鏡法により明らかにされた繊毛ダイニンの新規構造2021
Author(s)
雷 宜慈, 今井 洋, 山本 遼介, 下 理恵子, 上村 慎治, 八木 俊樹, 梶村 直子, 廣瀬 未果, 加藤 貴之, 光岡 薫, 昆 隆英
Organizer
第59回 日本生物物理学会年会
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