2017 Fiscal Year Annual Research Report
Functional validation of actin as a mechanosensor in cells
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16K18530
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| Research Institution | Miyakonojo National College of Technology |
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Principal Investigator |
野口 太郎 都城工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90615866)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アクチン / 分子構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アクチンは様々な細胞機能において、多様なアクチン結合蛋白質と相互作用することで中心的役割を担う蛋白質である。アクチンフィラメントを構成するアクチンサブユニットの分子構造は多型性を示し、このことがアクチンの多様な機能の発揮に関与することが示唆されている。さらにアクチンサブユニットの分子構造はin vitroにおいて力により変化する可能性が示されている。これらのことから、細胞が力を受けた際には細胞内のアクチン分子構造を変化し、その機能を変化させることが推察されるが、実際に細胞内において力によるアクチン分子構造の変化は確認されていなかった。
そこで、in vitro, in vivo双方におけるアクチン分子構造の力学応答性を調べるため、アクチン分子内に２種類の蛍光色素を結合させたFRET actinを調製し、分子内FRETに基づいた構造解析を行った。
FRETアクチンを細胞内に導入し、その細胞に対してガラスニードルを用いて機械的な刺激を与えた結果、細胞内のFRETアクチンのFRET強度が変化することが確認された。さらにミオシン阻害剤の添加によってもFRET強度が変化することがわかった。これらの結果から細胞内においてもアクチンサブユニットの分子構造は力学的応答性を持つことが示唆された。
またin vitroにおいてFRETアクチンと共重合させたアクチンフィラメントの両端をビーズおよび、ガラスニードルに固定し、張力を与えた場合においてもFRET強度の変化を確認した。
これらのFRETアクチンの蛍光変化は、細胞内外においてアクチン分子構造が力学的に変化し、その機能を変える可能性を示唆している。
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