| 研究課題/領域番号 |
19H03190
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
豊島 陽子 東京大学, 大学院総合文化研究科, 名誉教授 (40158043)
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| 研究分担者 |
矢島 潤一郎 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (00453499)
須河 光弘 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (80626383)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | ダイナクチン / ダイニン / 電子顕微鏡観察 / 高速原子間力顕微鏡観察 / 構造変化 / 高速AFM観察 / 微小管 / AFM観察 / 1分子FRET光学系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ダイニンとダイナクチンは、それぞれが巨大な分子複合体として自己制御の機能をもつ複雑な分子機械である。さらに両者が結合した超分子複合体を形成して、ダイニンの運動能力を制御することが示されているが、そのメカニズムは知られていない。
本研究の目的は、ダイナクチン複合体中のサイドアームの先端突起の開閉という大きな構造変化とダイニンの微小管上の運動のON/OFFの関係を明らかにし、その制御機構を理解することである。
具体的には、ダイナクチンサイドアームの先端突起の開閉のダイナミクス、その構造変化とダイナクチンの微小管結合能、ダイニン結合能の関係、ダイニンの運動状態の関連、などを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
ダイナクチン複合体を高速原子間力顕微鏡で観察し、p150サブユニットの2つのドメインが大きくコンフォメーション変化をする姿を捉えた。ダイニン結合部位であるCC1ドメインは折れたたまれた構造と伸びた構造の間を繰り返していた。また、微小管結合部位であるN末ドメインは、2又に分かれて2つの微小管結合部位を互いに遠ざけるように大きく伸長する様子が観察された。これらの結果から、ダイナクチンは予想外に大きく伸長した構造とコンパクトな構造を行き来することが明らかとなり、ダイナクチンがダイニンを微小管や微小管結合タンパク質にリクルートする際に、より広い領域でターゲットを捉えることに貢献することが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ダイナクチンは巨大なタンパク質分子複合体で、非対称の複雑な構造をしている。我々はすでに電子顕微鏡観察により、大きく伸長したフォームとコンパクトなフォームがあることを観察していたが、生理的条件下でそれらの間のコンフォメーション変化が起こるものであるかどうかは明らかでなかった。今回、ダイナクチン複合体を高速原子間力顕微鏡で観察することにより、2つのフォームの間の動的なコンフォメーション変化を捉えることができた。天然変性領域が伸びたり縮んだりするできることは、他のタンパク質でも示唆されているが、そのコンフォメーショナル変化の行き来（往復）の現象を直接的に示すことができたことは学術的な意義がある。
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