2015 Fiscal Year Research-status Report
構成蛋白成分を交換した筋線維を用いた昆虫飛翔筋動作機構の解明
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26440185
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| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
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Principal Investigator |
岩本 裕之 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 副主席研究員 (60176568)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 昆虫飛翔筋 / メカノセンシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
蚊のような小型の昆虫は500Hz以上の周波数で羽ばたく。通常の筋肉では到底実現不可能な高周波の羽ばたきを可能にするのは、昆虫飛翔筋の高い自励振動能力であるが、その分子機構は不明のままだった。研究代表者のこれまでの研究から、自励振動能力を与えるのが定説のようにアクチン繊維側の調節タンパクではなく、むしろミオシンそのものだという重要な示唆が得られた。
本研究課題では、昆虫飛翔筋のミオシンだけで自励振動能力が説明できるのか、またはアクチン繊維側の飛翔筋特異的蛋白質(アクチン、トロポニンなど)も必要なのかを明らかにするため、昆虫飛翔筋の蛋白質を外来(脊椎動物)のものと交換する実験を試みている。1つ目は昆虫飛翔筋のミオシン繊維を除去し、脊椎動物のミオシンと交換する実験であり、2つ目は昆虫飛翔筋のアクチン繊維を除去し、脊椎動物のアクチンと交換する実験である。1つ目のミオシンの交換実験は、イオン強度を上昇させた際にミオシン以外の構造蛋白が抽出されるようであり、力学的に非常に弱くなってしまうため、この実験を更に進めることは中止した。
一方、飛翔筋線維からアクチンを除去し、脊椎動物のものと交換する実験は成功しつつある。ゲルゾリンにより飛翔筋線維を除去する最適条件は確定し、ほぼ完全にアクチン繊維を除去することが可能になった。この状態でもミオシン繊維の格子構造は保たれていることも分かった。さらに、脊椎動物のアクチンを飛翔筋線維内に再構成するための条件も決定することができた。X線回折像を記録すると、ゲルゾリン処理によってアクチン由来の層線反射が消失するが、脊椎動物のアクチンを筋線維内で重合させると、アクチン由来の層線反射が再生した。
現在、こうしてアクチン繊維を再生した飛翔筋線維の収縮特性を決定しようとしているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在までに昆虫飛翔筋線維内のアクチン繊維を脊椎動物のものと交換することが成功している。あと、この筋線維の収縮特性を決定できれば、この科研費の研究で目指した最も重要な目標は達成できることになる。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度の最も重要な課題は、脊椎動物のアクチン繊維を再生した昆虫飛翔筋線維の収縮特性を決定し、伸長による活性化が起こるかどうかを確認することである。アクチン交換操作を行う際に、筋線維の収縮を抑えるため、ミオシン阻害剤を加えている。これまで阻害剤としてBlebbistatinを用いて、交換操作は成功していたが、Blebbistatinはミオシンに対する親和性が非常に高いため、後で洗い流すことができない。そこで本年度は、ミオシンに対する親和性がより低い阻害剤の使用を検討する。
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| Causes of Carryover |
27年度、インビトロ測定用の機器(微動ステージ、位置検出用ダイオードなど)などを購入予定であったが、引き続き収縮蛋白交換実験を優先して行ったため、これらが未執行となった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度は収縮蛋白交換実験の継続に加えてインビトロ測定の準備も進める予定であり、上記の機器も併せて購入する。
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Research Products
(2 results)
