2004 Fiscal Year Annual Research Report
アクトミオシン動作機構におけるアクチンの重要な役割
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16570135
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
岩根 敦子 大阪大学, 生命機能研究科, 助手 (30252638)
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| Keywords | アクチン / ミオシン / 共同性 / ブラウン運動 / 1分子計測技術 / 回転 |
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| Research Abstract |
ミオシンファミリーの中でミオシンVは1分子レベルでアクチンフィラメント上をB端方向に連続的に運動する。この運動はミオシンVが長いネックドメインを有する二つの頭を利用し、大きなステップ(〜36nm)で連続的に動くことが出来るためであると信じられてきた(首振り説)。一方、短いネックドメインしか持たないミオシンVIは逆向き(P端方向)であるが、1分子で大きなステップ(〜36nm)で連続的に運動出来ること(Nishikawa S.et al.BBRC 2002)、人工的に作成したネックの短いミオシンV変異体(Tanaka H.et al.Nature 2002)や単頭のミオシンV組換え体(Watanabe T.M.et al.PNAS 2004)においても大きなステップ(〜36nm)で連続的に動くこと等を確認している。これらのことを考え合わせると単なる首振り説ではアクトミオシンの運動メカニズムの説明がつかない。すなわち、首の長さは連続性や大きなステップにあまり重要でないと考える。
今年度は、まず、GFPを結合したミオシンV,VI組換え体の1分子運動イメージングの解析によりそれらは共に運動進行方向側にそれぞれ次のミオシンが結合し易い事が解り、先に電子顕微鏡像から得られた活性化状態のアクチンのホットスポットの存在をコンファームし、アクトミオシン相互時のアクチン側の重要性を示唆する結果を得た。続いて、アクトミオシン相互作用時の活性化状態のアクチンをより鮮明に観察、解析するために必要不可欠なアクチン組み換え体作成の立ち上げにも成功した。得られたアクチン組換え体は筋肉から得られたアクチン同様、イオン強度の違いによるG-F変換能力を有し、蛍光色素で標識したF化アクチン組換え体はアクトミオシン運動能の指標の一つであるin vitro motility assayで十分な活性を有するものであった。一方、骨格筋由来のミオシンとアクチンとの運動は組み換え体技術を利用した安定なのりしろを有するミオシンS1を走査プローブを導入した1分子計測技術を用いて計測、解析し、さらに計算機実験によるシミュレーションを行った結果からミオシンは熱ゆらぎで運動するが、その際アクチンフィラメントが90度程度回転することを先ほど、我々は論文に報告した(Kitamura K.et al.BIOPHYSICS 2005)。アクチン側の重要性は回転とも密接に関与すると考え、現在アクチンの回転を実時間で可視化するのに必要なアクチン組換え体作成に取り組んでいる。
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