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少数のダイニンと微小管から成る振動系の作成と構造・機能研究

Publicly Offered Research

Project AreaSpying minority in biological phenomena -Toward bridging dynamics between individual and ensemble processes-
Project/Area Number 24115522
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

広瀬 恵子  独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 上級主任研究員 (90357872)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywordsダイニン / 鞭毛 / 微小管 / 電子顕微鏡 / 分子モーター / 鞭毛・繊毛 / 細胞運動
Research Abstract

繊毛・鞭毛の波打ち運動は、ATP加水分解のエネルギーを利用して微小管上をマイナス端方向に移動する分子モーターダイニンによって駆動されるが、その複雑な運動は個々のダイニン分子の機能の足し合わせでは説明できない。微小管上に規則的に配列したダイニンが互いに協調し、また、力などによる制御を受けながら機能する仕組みを理解するためには、軸糸内と同様に規則的に配列し、力を出して運動しているダイニンの構造を高分解能で明らかにする必要がある。しかし、力学的負荷のもとで運動中のダイニンの構造に関する知見は、現在までほとんど得られていない。そこで本研究では、このようなダイニンの構造を低温電子顕微鏡で解析することを目的とし、少数のダイニン分子と微小管、微小管架橋構造から成る系を開発した。
緑藻クラミドモナスから軸糸外腕ダイニンを抽出し、長さを短くした微小管に結合させて、1マイクロメートル程度の微小管二本の間に十~数十個のダイニン分子が規則的に並んだ複合体を作成することができた。ATPを加えて運動が起こると微小管が滑り合って複合体が解離してしまうため、DNA折り紙法を利用したリンカーで微小管同士を架橋した。ビオチン化した微小管を用いてダイニン-微小管複合体を作成し、両端をビオチン化したDNA折り紙架橋構造を用いて、ストレプトアビジンを介した架橋を行った。作成したダイニン-微小管-DNA架橋複合体にATPを加えることにより、力発生中のダイニンの構造を電子顕微鏡で観察することができた。今後、この構造の解析を進める必要がある。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2012 Other

All Presentation (2 results)

  • [Presentation] Structural studies of dynein in a system consisting of a small number of microtubules and dynein2012

    • Author(s)
      広瀬恵子
    • Organizer
      2012 Paradigm Innovation in Biology: Novel Strategy and Thinking
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2012-10-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Approaches to understand cooperative systems of small numbers of molecules

    • Author(s)
      広瀬恵子
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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