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2020 Fiscal Year Annual Research Report

ダイナクチン構造変化とダイニン運動制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 19H03190
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, 名誉教授 (40158043)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 矢島 潤一郎  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (00453499)
須河 光弘  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (80626383)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywordsダイナクチン / 構造変化 / 電子顕微鏡観察 / 高速AFM観察
Outline of Annual Research Achievements

ダイナクチン複合体のサイドアームとArp1 rod の相互作用について、電子顕微鏡観察像を画像処理することにより詳しく解析した結果、両者は複数の部位で可逆的に結合・解離しており、shoulderの大部分が解離している状態(shoulder-undocked)、 shoulderの根元のみが結合している状態(shoulder-docked)、サイドアーム全体が複数個所で結合した状態(sidearm-docked)、の3つのフォームがあり、それらが平衡状態にあることを示した。特に、shoulder-undocked と shoulder-docked では、サイドアームの先端は大きく揺らいでいた。これにより、従来から指摘されていた電子顕微鏡の負染色像とクライオ電子顕微鏡像の間の全体像の食い違いを説明することができた。
電子顕微鏡観察の結果を踏まえ、ダイナクチンの水溶液中でのダイナミックな構造変化を深めるために前年度に続いて高速原子間力顕微鏡観察を進めた。サイドアーム最先端部が伸び縮みする大きな動きはCAP-GlyとCC1の間にある長い天然変性領域(プロリンリッチドメイン)によるものと考え、この領域の一部を欠損した変異体を作製したところ、予想外にも、プロリンリッチドメインに続くCC1(CC1領域のN末端側)がほどけて伸びることがわかった。従って、プロリンリッチドメインにはCC1のコイルドコイル構造を安定化する役割があると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新たな変異体の作製と高速AFM観察について、研究協力者との交流の点でやや遅れが生じた。観察後の画像解析を中心とする部分については順調に進捗し、新たな知見を得ることができた。

Strategy for Future Research Activity

プロリンリッチドメインのCC1側(C末端側)が欠損した時にCC1のN末端側ドメインが大きく伸展することが観察されたが、これが通常の野生型でも起こりうることであるか、生理的な役割をもつのかについて確認していく。

  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Characterization of the motility of monomeric kinesin-5/Cin82021

    • Author(s)
      Yamagishi Masahiko、Maruyama Yohei、Sugawa Mitsuhiro、Yajima Junichiro
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 555 Pages: 115~120

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.03.134

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Conformational diversity of dynactin sidearm and domain organization of its subunit p1502020

    • Author(s)
      Saito Kei、Murayama Takashi、Hata Tomone、Kobayashi Takuya、Shibata Keitaro、Kazuno Saiko、Fujimura Tsutomu、Sakurai Takashi、Toyoshima Yoko Y.
    • Journal Title

      Molecular Biology of the Cell

      Volume: 31 Pages: 1218~1231

    • DOI

      10.1091/mbc.E20-01-0031

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Visualization of conformational dynamics of dynactin sidearms by high-speed AFM and negative stain EM2021

    • Author(s)
      Kei Saito, Christian Ganser, Takuya Kobayashi, Takashi Murayama, Takayuki Uchihashi, Yoko Y. Toyoshima
    • Organizer
      第59回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] Plus-end directionality is present in the catalytic core of kinesin-14 minus-end directed motors2021

    • Author(s)
      Masahiko Yamagishi, Junichiro Yajima
    • Organizer
      第59回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] Corkscrew motion of F-actin driven by myosin-1c observed via three-dimensional optical tracking microscope2021

    • Author(s)
      Yusei Sato, Kohei Yoshimura , Kyohei Matsuda , Takeshi Haraguchi, Msahiko Yamagishi , Mitsuhiro Sugawa , Kohji Ito, Junichiro Yajima
    • Organizer
      第59回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] Regulation of dynein motility -Autoinhibition of cytoplasmic dynein and the regulatory mechanism2020

    • Author(s)
      Yoko Y. Toyoshima
    • Organizer
      第58回日本生物物理学会年会
    • Invited

URL: 

Published: 2022-12-28  

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