「アクチンを湾曲させる」ミオシンの設計原理
Publicly Offered Research
| Project Area | Information physics of living matters |
|---|
| Project/Area Number |
22H04833
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Review Section |
Complex systems
|
|---|
| Research Institution | Chiba University |
|---|
Principal Investigator |
伊藤 光二 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (50302526)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
|
|---|
| Keywords | ミオシン / アクチン / 分子モーター / キラリティ / アクティブマター / 集団運動 / 自己組織化 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
研究代表者は最近、Fアクチンの反時計方向運動を引き起こすショウジョウバエのミオシンIDおよびシャジクモのミオシンXIがFアクチン集合体であるアクチン・キラルリングを形成することを発見した。アクチン・キラルリングの大きさは細胞の大きさとほぼ同じであり、リング内ではリング幅あたり数百本のFアクチンが束化して反時計方向に運動していた。Fアクチンの集団運動を通しての自己組織化により形成されたアクチン・キラルリングは非常に強固・安定な構造であり，一度形成されると同じ場所で安定に存在した。本研究は細胞キラリティ形成の根源と考えられるアクチン・キラルリング形成・維持の分子機構解明を目的とする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
反時計方向の運動を引き起こすショウジョウバエのミオシンID(DmID)およびシャジクモのミオシンXI(CcXIおよびCbXI-4)が、Fアクチン集合体であるアクチン・キラルリングの生成機構は、以下の1、2の2つの分子機構に要素還元できる。
1. DmIDおよびCcXI、CbXI-4がFアクチンを一方向性に湾曲運動させる分子機構
2. 一方向性に湾曲運動したFアクチンがアクチン・キラルリングを形成する分子機構
これら2つの機構についての分子機構解明を行った。1については、Upper 50kサブドメインおよびLower 50kサブドメインにあるアクチン結合領域の構造が重要であることがわかった。DmIDおよびCcXIのアクチン結合領域にあるCMループとHTH構造は、Fアクチンを繊維軸に沿って運動させる通常のミオシンと比べ、アクチンとの結合が弱いアミノ酸配列で構成されていることが明らかになった。ミオシンのアクチンとの結合箇所はUpper 50kのCMループ、ループ4、ループ2およびLower 50kサブドメインのHTHおよびループ3であるが、CMループとHTHは一方向性に湾曲運動させるため、Fアクチンの繊維軸に対して左側に偏っている。この結合の強さの非対称性がFアクチンを非対称に湾曲させることがわかった。
2については、アクチン・キラルリングの形成に必要な条件および形成過程を詳細に明らかにした。必要条件としてはアクチン濃度が0.1mg/mlから0.3mg/mlが最適であった。この濃度で、一方向性に湾曲運動するFアクチンが集団運動することにより、アクチン・キラルリングが形成されることがわかった。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Structure and regulation of Arabidopsis Myosin XI, MYA22023
Author(s)
Takeshi Haraguchi, Masanori Tamanaha, Kano Suzuki, Kohei Yoshimura, Takuma Imi, Takamitsu Morikawa, Nao Shoji, Atsushi Kimura, Motoki Tominaga, Hidetoshi Sakayama, Tomoaki Nishiyama, Mitsuhiro Iwaki, Takeshi Murata, Kohji Ito
Organizer
The 33rd International Conference on Arabidopsis Research (ICAR2023)
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-
-
[Presentation] Discovery of the fastest myosin, its amino acid sequence, and structural features2022
Author(s)
akeshi Haraguchi, Masanori Tamanaha, Kano Suzuki, Kohei Yoshimura, Takuma Imi, Motoki Tominaga, Hidetoshi Sakayama, Tomoaki Nishiyama, Takeshi Murata, Kohji Ito
Organizer
第60回日本生物物理学会年会
Related Report
-
-
[Presentation] Functional analysis of plant-specific myosin XIs2022
Author(s)
Takeshi Haraguchi, Masanori Tamanaha, Kano Suzuki, Kohei Yoshimura, Takuma Imi, Motoki Tominaga, Hidetoshi Sakayama, Tomoaki Nishiyama, Takeshi Murata, Kohji Ito
Organizer
ABA, APPA & TBS JOINT CONGRESS 2022
Related Report
Int'l Joint Research / Invited
