2022 Fiscal Year Annual Research Report
Spindle function and formation regulated by opt-controllable kinesins
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20K06635
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
矢島 潤一郎 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00453499)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須河 光弘 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (80626383)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | モータータンパク質 / 分裂期キネシン / 光応答性タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、細胞内で力学的機能を担うモータータンパク質・キネシンを、任意のタイミングで局所的に光照射により不活性化させ、細胞分裂のようなキネシンがかかわる生命現象の分子機構の一端を明らかにするため、光照射によりキネシンの機能の制御を可能とする「メカノ-オプトジェネティクスアプローチ」を開発することを目指した。本申請研究当初から進めている中央紡錘体で機能する分裂期キネシン・kinesin-6（MKLP1）の発現の改善のため、モータードメインのN末端側のアミノ酸領域を一部削除し、かつ、他の発現ベクターを用いて発現量の検討を行った。同じkinesin-6ファミリーに属するMKLP2も同様に発現量の改善に取り組んだ。これらのキネシンを精製し単離した。In vitro実験系で、ほぼ無負荷な状態で運動を観察する1分子イメージング実験では、kinesin-6はprocessivity（微小管上での運動連続性）が高かったが、光ピンセットを用いた外部負荷下では、本研究に用いたkinesin-6コンストラクトはprocessivityが低かった。今後の課題としては、複数のkinesin-6が共同して果たす力学特性を調べる必要がある。キネシンの運動の光制御に関しては、他の分裂期キネシン・kinesin-5のモータードメインに6kDa程度のペプチド(Zdk1)を融合し、光応答性タンパク質(LOV2)によってキネシンの運動機能を光照射の有無によって制御する実験系の構築に取り組んだ。In vitroイメージング実験において、目的キネシンが光照射に応じて微小管に対して結合/解離することを確認した。
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