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生細胞では余りにも多数の要素と要因によって、細胞骨格が形成・解体されているのでその分子機構を研究することは容易ではない。そこで、当研究では必要成分のみから成るモデルシステムを組むことにより、機能の解析をより明確化する戦略をとる。細胞活動の分子機構や細胞運動のメカニズムを探るための手段として、リポソーム内部に細胞骨格ネットワークを再構築させた系を用いた。本年度は具体的には下記の研究を行なった。
1.膜結合性ミオシンIによるリポソームの形態変化
一般にミオシンIは膜に結合することが分かっている。そこで、ニワトリ腸の微繊毛よりミオシンIを分画単離し、アクチンやATPとファロイジンローダミンと伴に低温でリポソーム内に取り込ませて、その後温度上昇によりアクチン線維を形成させた。まずミオシンIがリポソーム膜に取り込まれることを超遠心と電気泳動により確かめた。その時に生じたリポソームの形態変化を暗視野光学顕微鏡を用いて画像記録した。リポソーム膜に結合したミオシンIを介して、アクチン線維がリポソーム膜に強く相互作用した。その結果、リポソームの形は多角盤状のより複雑な形態へと変化した。膜直下でアクチン線維束が形成された結果である。
2.細胞骨格と膜を結合させる膜タンパク質の探索と調製
MAPs以外の微小管結合膜タンパク質を探索した。膜タンパク質は牛の脳の膜分画を、プラス電荷の表面活性剤であるCPCで処理して可溶化した。それを微小管と共沈することにより100kDaの微小管結合膜タンパク質を得、抗体を用いてさらに精製した。これをチューブリンと共にリポソームに封入し微小管を重合させるとリポソームは多方向に突起を出して形態変化した。つまり、微小管はリポソーム内で100kDaタンパク質を介して膜に結合され、その結果リポソームを細胞型に変形したと考えられる。
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