生体分子エンジン素過程の高速顕微画像解析システムの開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07558227
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 石渡 信一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (10130866)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 博康 浜松ホトニクス(株), 筑波研究所, 研究員
• Keywords: 生体分子モーター / 顕微画像解析 / レーザー光ピンセット / アクトミオシン分子モーター / 硬直結合 / 高速顕微画像解析システム

Research Abstract

(1)アクトミオシン分子モーターの硬直結合(ATP非存在下)の寿命を顕微解析し、約1000秒という結果を得た。この値は、溶液系での結果と一致する。計測の手順は、まず、1)ガラス表面上に疎らに吸着した1個のHMM分子に適当な長さのアクチンフィラメントを結合させる。次に、2)ある時刻に存在するこの結合の個数が時間的にどのように減少するかを計測する。減少は必ずしも単一の指数関数には乗らなかったが、ほぼ指数関数的に減少したので1/eとなる時刻をこの硬直結合の寿命とした。
(2)次に、この寿命に対する負荷の影響を検討した。そのために、アクチンフィラメントの後端に結合した直径1μmのプラスチックビーズをレーザー光ピンセットで捕捉した上で適当な一定の負荷を加え、(1)と同様の解析を行った。高速顕微解析系はまだ完全な形では立ち上がっていないので、今回はもっぱら従来法を用い、ビデオレートでの解析を行った。さらに、溶液条件を硬直条件だけでなく、ADPの作用を検討した。硬直条件では、ある範囲の負荷における硬直結合の数の時間依存性は、(1)の無負荷の場合と同様に必ずしも単一の指数関数では表現できなかった。しかし、見かけの寿命は加える負荷の増大とともに減少した。ADPが存在すると、寿命は2桁ほど減少するように見えた。従って、詳細な検討は高速画像解析系の完成を待って行うことになる。
(3)高速画像解析系の設計、カメラの選定、光学系の改良に努めただけでなく、新しい方式の温度変化法などいくつかの顕微解析実験法を開発したので、これらを組み合わせた新しい顕微計測系の開発を押し進めつつある。