細胞内の物流の謎を小胞の光操作によって解明する

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K19316
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: 古田 健也 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (40571831)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: 細胞内輸送 / 分子モーター / 光ピンセット

Outline of Annual Research Achievements

本研究計画は、細胞内と細胞外で分子モーターによる輸送の違いを定量することによって、細胞内と細胞外で運動速度が数倍も違うことや、デタラメな動きに見える小胞輸送がモーターの綱引きに依るのかどうかなどの謎を解明することを目的としている。昨年度報告した通り、当初の計画を一部変更し、分子モーター複合体の細胞内の導入を、エンドサイトーシスに依らず、膜融合を用いて直接複合体を導入することとした。その結果、全反射蛍光顕微鏡および共焦点レーザー顕微鏡を用いて細胞内での分子モーターの運動を観察することに成功した。したがって、細胞内と細胞外（in vitro）での運動性の違いを詳細に調べることができるようになった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画を変更してエンドサイトーシスに頼らない新たな実験系を導入したため、計画が長引くかと思われたが、予想よりも早く細胞内輸送が観察され、解析が可能になることが分かったため。

Strategy for Future Research Activity

今後は、膜融合を用いて直接分子モーター-カーゴ複合体を細胞内に導入する方法を用いて細胞内輸送の速度、運動距離、輸送経路などを解析する。同時に、in vitro（細胞外）での運動が、細胞内に比べて遅い理由を検討するため、細胞外で分子モーターが一番速く運動する条件を検討する。従来は、このような観点で分子モーターの周辺環境、例えばバッファーの種類、イオンの種類、イオン強度、溶液の粘度などを系統的に変えて調べられたことは無かった。今後は、細胞内と細胞外でのタンパク質の物性の違いも念頭に置きながら、蛍光顕微鏡、光ピンセット等を駆使して研究を進めていきたいと考えている。

Causes of Carryover

計画していた物品を購入できなかったため残額が生じたが、次年度に消耗品等に使用する予定である。