2017 Fiscal Year Research-status Report
細胞質内分子流動に関わる内膜微小揺動の発生機序とその生理作用の解明
| Project/Area Number |
17K07311
|
|---|
| Research Institution | Fukushima Medical University |
|---|
Principal Investigator |
和田 郁夫 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (40182969)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 小胞体 / 揺らぎ / 細胞骨格 / 高分子拡散 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまでにあきらかにしてきた、小胞体膜が持つ構造の細かな揺らぎについて、その生物学的な役割と発生する機構について解明することを目的とする。生体の膜は様々な時間スケールでの動きを持つが、多くは細胞骨格系の分子によるある程度の揺らぎを持つもののprocessiveなもので、これらは、細胞あるいは構造の変位、形態変化に生物学的な意味合いがある。これに対して、本研究が対象とする小胞体膜でみられる微小な運動は少なくとも明らかな変位や構造変化を目的とするものではない。
最近、同種の小胞体が持つ揺らぎについて報告があり、これによると、特にアクトミオシン系を中心とした小胞体の様々な活性が複合的に関わって、結果として不定型な揺らぎとして現れるとされている。この知見は、これまでのわれわれの知見とは異なる。本研究の開始にあたり、この点を明確にするために、ミオシンモーターの阻害、アクチン線維がturnoverできない状態、あるいは翻訳が停止した状態で、他の膜系への影響と小胞体膜の動きを高い時空間分解能で観察した。これらは遅い時間スケールでは影響を見られるものの、本研究が対象とする特徴的な速い動きにはほぼ影響ない事を確認した。さらに、これまで唯一観察されている阻害的な作用、酸化的環境での停止が、2次的な作用によるものではないことを証明するために、生理的条件での酸化還元電位の変化が影響すること、細胞質での酸化還元電位が影響することを示した。そこで、この動きが実際に高分子の反応の基盤となる拡散に影響するかを、小胞体を細胞骨格に強制的に結合させる実験系を作成して、モデル蛋白を用いて調べたところ、膜の揺動は期待通りに停止し、膜上での拡散は低下することを示す結果が得られている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
対象とする小胞体膜の微小揺動を、強制的に停止することができ、その影響について直接観測しることができるようになった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究では本現象の生物学的意味を知るために、反応基盤をなすものとして高分子拡散への影響を調べることを基礎とする。反応への寄与を直接的に証明するために、分子間衝突の頻度自体を一分子レベルで調べることを検討している。このためのシステムを、新しい分子プローブを作成して作成する。また、分子機構の解明のために、揺動が見られる箇所と他の膜には結合してないにもかかわらず見られない箇所をin vitroで標識できるような仕組みを作成し、揺動を起こす分子の同定につなげる。
|
| Causes of Carryover |
大半を占めるDNA合成と抗体を含めて、海外から直接購入できる試薬の種類が増え、経費が大幅に削減できた。
|
Research Products
(4 results)
