2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on motility fluctuation of small group of cytoplasmic dynein
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15K18513
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
須河 光弘 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (80626383)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ダイニン / 集団運動 / 少数性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイニン、キネシン、ミオシンなどの分子モーターは同じ小胞に結合したり束化したりすることで、互いにリンクされて１つの集団として機能することがある。キネシン・ファミリーの中には分子数によって運動方向が異なるものもある。このような分子モーター集団の運動解析はまだ知見が少ない。特に数個から十個程度の比較的少数の集団では、運動に関わる分子数の変動の影響が大きく少数集団特有の運動を示すと考えられる。
細胞質ダイニン（以下ダイニン）を複数結合させたビーズの微小管上での運動を３次元で計測すると、左右方向へのバイアスされたランダムウォークが観察された。このランダムウォークの時系列解析から、加算性ノイズに加えて乗算性ノイズで駆動されることが示唆された。この乗算性ノイズは、シンプルな運動モデルでの考察からモーター分子の少数性による数ゆらぎを原因とした分子摩擦の変動だと考えられる。さらに、左右へのバイアスは、ダイニン分子同士の立体障害により分子の配向に偏りが生じたからだと考えられる。モンテカルロシミュレーションを行ったところ、分子集団の配向が進行方向に対して一定の角度を保てる場合には左右へのバイアスが生じた。以上から、細胞質ダイニン集団による左右へのバイアスされたランダムウォークは、微小管と相互作用するダイニン分子数の変動とそれに伴う分子配置の変動によると示唆された。
さらに解析を進めるために、プローブの位置と角度を高い時空間分解能で計測できる光学系と分子数を制御できるDNA origamiを利用したアッセイ系の導入を進めている。また、ダイニンに加えて運動能が異なる複数のキネシンファミリーにて同様の計測を行うことで、分子モーターの集団運動の解析を進める予定である。
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Research Products
(3 results)
