2014 Fiscal Year Annual Research Report
細胞内「張力ホメオスタシス」の分子メカニズムの立証と普遍性の調査
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24650248
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
出口 真次 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30379713)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | メカノバイオロジー / 張力ホメオスタシス / 非筋II型ミオシン / 細胞バイオメカニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2014年度は、前年度までに実施していたFRAP（Fluorescence recovery after photobleaching）の実験をより詳細に実施した。細胞張力の発生源である非筋II型ミオシンのATP加水分解能を調節するミオシン調節軽鎖（Myosin regulatory light chain, MRLC）の変異体をヒト骨肉腫細胞に導入・安定発現株を作製し、FRAPによってMRLCのターンオーバー速度を測定した。その結果、MRLCの擬似リン酸化状態ではターンオーバー速度が極めて低く、一方、擬似脱リン酸化状態ではターンオーバー速度が比較的速いことがわかった。MRLCの擬似リン酸化状態では、褪色直後に1割程度の蛍光が回復するが、それ以降はほとんど回復しなかったこと。MRLCは主に、アクチンストレスファイバーを形成しているミオシンに結合している。ストレスファイバーは数百nmの太さを有するために、その表面だけは周囲のMRLCと分子交換を成しうるが、表面以外はほとんど分子交換されず、そのために蛍光が1割以上は回復しなかったと考察した。これはMRLCの擬似リン酸化状態では、ミオシンが発生する力が大きく、ミオシンとアクチンの架橋に作用する張力が大きいために、ミオシンによるATP加水分解サイクルにおけるADP放出が抑制され、ミオシンとアクチンが結合を続けることに起因すると考えられる。従って、力が強いほどミオシンはアクチンと結合をし続けて張力を、ATPの加水分解を伴わずにエネルギー的に加工率的に支えやすくなり、細胞張力の維持に貢献している、と見なすことができる。
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