2011 Fiscal Year Annual Research Report
水和状態の変化に伴う鞭毛外腕ダイニンモーターの活性変調
Publicly Offered Research
| Project Area | Water plays a key role in ATP hydrolysis and ATP-driven functions of proteins |
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| Project/Area Number |
23118706
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
八木 俊樹 東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (40292833)
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| Keywords | 鞭毛 / ダイニン / ATP / 水和 |
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| Research Abstract |
真核生物の鞭毛運動はダイニンによる微小管の滑り運動が時間的・空間的に制御されて生じている。その制御機構には鞭毛の中心構造(中心小管とスポーク)が関与していることが示唆されているが、その詳細は分かっていない。我々はこれまでに、この構造を欠失して非運動性となった変異株がアルコール存在下や高圧環境下に屈曲運動を開始することを示し、ダイニンのモーター活性が軸糸の水和状態に応じて変化することを示唆した。本年度は以下のような実験を行い、軸糸の水和状態変化がダイニンにどのような影響を与えているのかを調べた。
・圧力に対するクラミドモナスの運動性変化の解析
高圧下における野生株および変異株の運動性を調べたところ、この運動には大きく分けて2種類ある鞭毛ダイニン(内腕ダイニンと外腕ダイニン)のうち外腕ダイニンが必須であることがわかった。
・水和状態の変化に伴う外腕ダイニンの活性変化の解析
外腕ダイニンの活性化は、ダイニン自身の水和状態変化によって生じる可能性と軸糸タンパク質を通じて間接的に生じる可能性が考えられた。前者の可能性を検討するために、溶液の水和状態を変化させながら外腕ダイニンの微小管滑り運動活性を調べたところ、この屈曲運動現象が観察される条件ではダイニンのモーター活性がむしろ低下することがわかった。この結果は、外腕ダイニンの活性化はダイニンそのものの変化による直接的なものではなく、軸糸の構造変化による間接的なものである可能性を示唆する。
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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
本研究の目的は、軸糸の水和状態による外腕ダイニンの活性変調がダイニン自身の水和状態変化による直接的なものか、軸糸タンパク質を通じた間接的なものかを明らかにすることである。これまでの研究から、ダイニンのモーター活性変化が間接的に生じている可能性が高いことが示唆された。目的の達成に近づきつつあると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度は、軸糸のX線繊維回折により、水和状態に伴う軸糸の構造変化を直接とらえる実験を計画している。
この研究により、鞭毛運動調節機構の一端が明らかになるものと期待している。
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[Journal Article] Cilia dysmotility and left-right axis defects due to mutations in axonemal dynein assembly factor PF22 (DNAAF3) in primary ciliary dyskinesia2012
Author(s)
Mitchison HM, Schmidts M, Loges NT, Freshour J, Dritsoula A, Hirst RA, O'Callaghan C, Blau H, Dabbagh MA, Olbrich H, Beales PL, Yagi T, Mussaffi H, Chung EMK, Omran H, Mitchell DR
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Journal Title
Nature Genetics
Volume: 44
Pages: 381-389
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A unified taxonomy for ciliary dyneins2011
Author(s)
Hom EFY, Witman GB, Harris EH, Dutcher SK, Kamiya R., Mitchell DR, Pazour GJ, Porter ME, Sale WS, Wirchell M., Yagi T., King SM
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Journal Title
Cytoskeleteon
Volume: 68
Pages: 555-565
DOI
Peer Reviewed
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