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2017 Fiscal Year Annual Research Report

ダイニンのスタック構造と運動制御機構

Research Project

Project/Area Number 16H04772
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

豊島 陽子  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (40158043)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsダイニン / ダイナクチン / 運動調節機構 / CC1ドメイン / K-richドメイン / 分子内制御機構
Outline of Annual Research Achievements

ダイニンの細胞内での制御因子としてダイナクチンが知られている。ダイニンの自己抑制状態であるstack構造をダイナクチンが解除しているのではないかという仮設にたち、ダイナクチンによるダイニンの運動制御機構を明らかにすることを試みた。
ダイナクチンの主要サブユニットであるp150(DCTN1)には、スプライシングアイソフォームであるA型とB型がある。両者にはダイニン結合部位であるCC1ドメインが存在するが、B型はA型に存在するK-richドメインを欠いている。これらのドメインの有無とダイナクチン自身の微小管結合能、およびダイニンの微小管結合に対するダイナクチンの影響について、1分子観察と共沈実験から結合能力を評価した。A型ダイナクチンは微小管上をdiffusiveに動く微小管との結合性を示したが、B型ダイナクチン自身はほとんど微小管との相互作用を示さなかった。CC1ドメイン欠くダイナクチンにおいて、A型はダイニンの結合を高めたが、B型はダイニンの微小管結合を阻害した。また、CC1ドメインのフラグメントにより、ダイニンの微小管結合は阻害された。これらの結果から、K-richドメインはダイニンおよびダイナクチンの微小管結合を促進すること、ダイナクチンのCC1ドメインはダイニンの微小管結合を阻害すること、K-richドメインはその阻害効果を弱めて微小管結合を可能にしていること、が判明し、ダイナクチンに1分子内にダイニンの運動機構を促進するドメインと阻害するドメインの両方を保持していることが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

巨大で複雑な分子であるダイニンと、同じく巨大で複雑なダイナクチンの相互作用によるダイニン運動の制御機構の実態が明らかになり、複雑な制御機構の詳細が明らかになった。

Strategy for Future Research Activity

ダイナクチンによるダイニン制御の機構について、微小管上の分子の挙動の面で新たな知見を得ることができたが、このときのダイニンの構造については未解明である。今後、ダイナクチンがダイニン構造にどのような影響を与えるのかについて、調べていきたい。

  • Research Products

    (7 results)

All 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Dynactin has two antagonistic regulatory domains and exerts opposing effects on dyenin motility2017

    • Author(s)
      Takuya Kobayashi, Takuya Miyashita, Takashi Murayama, Yoko Y Toyoshima
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 12 Pages: e0183672

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0183672

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Two antagonistic regulatory domain of DCTN1 modulate the microtubule-binding affinities of both dynein and dynactin2017

    • Author(s)
      Takuya Kobayashi, Kei Saito, Takuya Miyashita, Takashi Murayama, Yoko Y Toyoshima
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] Interaction of dynactin complex with dynein2017

    • Author(s)
      Kei Saito, Takuya Kobayashi, Takashi Murayama, Yoko Y. Toyoshima
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] Regulation of dynein motility by NDEL12017

    • Author(s)
      Toshiaki Saito, Takuya Kobayashi, Takayuki Torisawa, Takashi Murayama, Yoko Y. Toyoshima
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] The fragmentation of actin filaments induces the contraction of the active network2017

    • Author(s)
      Kyohei Matsuda, Takuya Kobayashi, Mitushiro Sugawa, Yoko Y. Toyoshima, Junichiro Yajima
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] Yeast cytoplasmic dynein’s small group takces a biased random walk toward the left-right,2017

    • Author(s)
      Mitsuhiro Sugawa, Shin Yamaguchi, Hiroaki Takagi, Mitsuhiro Iwaki, Keitaro Shibata, Yoko Y. Toyoshima, Junichiro Yajima
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] How does dynactin regulate dynein motility?2017

    • Author(s)
      Yoko Y. Toyoshima
    • Organizer
      International Workshop Dynein 2017
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-12-17  

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