微小管とダイニン複合体の相互作用についての構造的考察

• Project/Area Number: 04J10987
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Biophysics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Research Fellow: 水野 直子 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: クライオ電子顕微鏡 / ダイニン / 分子モーター / 構造

Research Abstract

ダイニンと微小管の相互作用に関する研究
低温電子顕微鏡を用いて、ダイニンと微小管の相互作用を構造的に解明するのが本研究の目的である。そのために、今年度は特にプログラム開発に重点を置き研究を行った。従来行われている単分子解析法を改良し、微小管に結合しているダイニンのみを選択、構造解析に用いダイニン・微小管複合体の再構成を行う、というアルゴリズムを開発した。また、このアルゴリズムを用いるための適切なダイニン結合条件を検討し、電子顕微鏡でイメージを集めた。再構成に必要なダイニンは2000分子程度である。三次元再構成像は、非常に安定な構造に収束し、信頼性が十分にあることがシミュレーションテストとの比較により、確かめられた。微小管とダイニンが結合した状態での構造に関する知見はこれまで報告がなく、その点で、この研究は微小管とダイニンがどのように相互作用しているかを知るために非常に重要な第一歩となる。
また、ダイニンのリング状構造のより詳細を明らかにするために、ダイニン分子に金修飾を行った。これまでの生化学的実験、またコンピューターシミュレーションによると、ダイニンは安定して微小管に結合していると考えられる。金はタンパク質に比べ密度が非常に高いので、三次元再構成をおこなうと、修飾された部位が強い電子密度をもって現れる。現在、この金修飾の条件確定、低温電子顕微鏡での検鏡、画像解析を進めているところである。

Research Products

• [Journal Article] Dynein and kinesin share an overlapping microtubule-binding site. (2004)
  • Author(s): Mizuno, N., Toba, S., Edamatsu, M., Watai-Nishii, J., Hirokawa, N., Toyoshima, Y.Y., Kikkawa, M.
  • Journal Title: EMBO J. 23 Pages: 2459-2467