2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the mechanism of action of insect flight muscle using muscle fibers with exchanged protein components
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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, 特別研究員 (60176568)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 昆虫飛翔筋 / X線回折 / シンクロトロン放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昆虫の非同期型飛翔筋(1回の神経インパルスに対し、複数回の羽ばたきが可能である筋肉)の動作に不可欠なのが、伸張による活性化(筋肉を引き伸ばすと、遅れて大きな張力を発生すること)という機能である。この伸張による活性化に対し、飛翔筋のどの蛋白成分が不可欠であるかを調べるため、飛翔筋構成蛋白の交換実験を行った。
マルハナバチ飛翔筋より、ゲルゾリン処理によってアクチン繊維を取り除き、ウサギ骨格筋アクチンを導入して置換した。このときに飛翔筋線維が収縮してしまうのを防ぐため、ミオシン阻害剤を加えておく必要がある。これまでは、阻害剤としてブレビスタチンを用いていた。ブレビスタチンは低濃度で効果のある有効な阻害剤ではあるが、阻害が不可逆であるという問題があった。今年度はよりミオシンに対する親和性の低い、BDMという阻害剤を用いた。その結果、期待通りウサギ骨格筋アクチンの繊維が飛翔筋線維内に再生されていることがX線回折実験から確認できた。さらに実験溶液からATPを除去すると(硬直条件)、アクチンのらせん対称性に由来するX線反射が増強し、ミオシンがアクチンに強く結合する「硬直架橋」が形成されていることが分かり、ブレビスタチンを用いた場合と異なり飛翔筋のミオシンが機能を保っていることが明らかとなった。
その他の成果として、セミの鳴き声を発生させる鼓室筋の構造がX線回折実験により飛翔筋と同じであること、また免疫化学法により、飛翔筋特異的な蛋白が発現していることが明らかとなった。これは飛翔筋以外の筋肉が飛翔筋と同様な構造と蛋白発現を示すことを明らかにした最初の成果である(論文投稿済み、審査中)。
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Research Products
(9 results)
