鞭毛軸糸機能の再構成をめざして

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04804060
• 研究機関: お茶の水女子大学
• 研究代表者: 能村 堆子 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (30022578)
• キーワード: ダイニン / 微小管 / ATP / すべり運動 / dynein-track / MTS-dynein complex / ダブレット微小管 / in vitro Motility Assay

研究概要

ダイニンATPaseと微小管の相互作用はシングレット微小管を用いたin vitro motility assay systemによって、分子レベルでの解析が現在さかんに行われている。しかし、鞭毛・繊毛運動の解析には、この素過程を基礎としたより高次のレベルでのin vitro motility assay systemによって、解析しなければその解明は難しい。本研究は、より高次のsystemとしていくつかの系(下記1、2、3)でのsliding movementを比較することによって、より高次の構造をもつ鞭毛・繊毛運動の特質を明らかにすることを試みた。
1)Motility of doublet microtubules on 22S dynein in vitro
繊毛から単離したダブレット微小管は弓状にカーブした形を持つので、スライド上では、tip側を先頭にしてsliding movementを行うがその軌跡は円となる。Ca濃度を変えて調べると、ATP濃度に依存して、運動が顕著に変化することがわかった。
2)Motility of microtubule-dynein complex
Mts-dynein complexにATPを加えるとmicrotubulesはsliding movementを惹起こす暗視野顕微鏡と電子顕微鏡で調べると、complexからはなれてスライドグラス上に吸着したdynein-trackの上をmicrotubulesが滑り出て来ることがわかった。このdynein-trackはdynein分子が同じ方向で列を作って形成されている。random-coated dynein上でのsliding velocity(8μm/sec)と比較すると高い値(12μm/sec)を示すのはこの22S dyneinの配列が能率の良い力の発生を惹起したと考えられる。
3)Microtubule-dynein complexのATP-sensitive and-insensitive binding 上記の様なmotilityを惹起すmicrotubulesと22S dyneinの相互作用を調べるために、結合をATP-sensitive bindingとATP-insensitive bindingに分けて、遠心分離、SDS-ゲルによる定量によって解析すると、22S dyneinはほぼ95%がATP-sensitive bindingによる結合をしていることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] Mimori,Y.: "ATP-induced sliding of microtubules on tracks of 22s dynein molecules aligned with the same polarity" Cell Motil.the Cytoskel.27. 180-191 (1994)
• [文献書誌] Yasuoka,J.: "22S dynein binding to singlet microtubules--ATP-sensitive and insensitive binding---" Zool.Sci.10. 22 (1993)
• [文献書誌] Ohba,S.: "Stabilization of microtubules by dynein binding in vitro---Stability of microtubule-dynein complex---" Biochim.Biophys.Acta. 1158. 323-332 (1993)
• [文献書誌] Shimizu,T.: "Furhter characterization of dynamin" Zool.Sci.9. 1143 (1992)
• [文献書誌] Mori,M.: "Inhibition of gliding movement by Ca in doublet microtubules on Tetrahymena ciliary dynein" Exptl.Cell Res.203. 483-487 (1992)
• [文献書誌] Nino,Y.: "ATPase sites in two-headed fragment of Tetrahymena 22S ciliary dynein" Biochim.Biophys.Acta. 1100. 146-154 (1992)