単一心室筋細胞に於けるミオシンアイソフォーム機能発現に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14570046
• 研究機関: 帝京大学
• 研究代表者: 杉 晴夫 帝京大学, 医学部, 教授 (20082076)
• 研究分担者: 山下 尋史 帝京大学, 医学部, 教授 (50323572) ; 小林 孝和 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (00112756) ; 杉浦 清了 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (10272551) ; 白川 伊吹 帝京大学, 医学部, 助手 (80236190)
• キーワード: 心臓 / 心室筋細胞 / ミオシンアイソフォーム / 筋収縮 / Ca^<2+>過渡現象 / レーザーオプティカルとラップ

研究概要

平成14年度の本研究の成果は以下のように要約される。
1.単一心室筋細胞の等尺性収縮時と無荷重短縮時に於けるCa^<2+>過渡現象の比較
われわれは平成12年度に炭素ファイバーにより単一心室筋細胞を安定に保持し、種々の力学的測定を行う装置を開発した。本年度はこの装置により心筋細胞の単収縮時の力学反応とCa^<2+>過渡現象の同時記録に成功した。等尺性収縮時と無荷重短縮時のCa^<2+>過渡現象の比較解析により、アクチンフィラメント上のトロポニンCのCa^<2+>に対するaffinityが単収縮時の張力に依存して変化することが明かとなった。
2.ミオシン分子のモーター蛋白機能に於けるミオシン軽鎖の役割
われわれは4週令及び8週令のラットの心室筋ではミオシン重鎖が共通であるが、ミオシン軽鎖が異なることを利用し、レーザーオプティカルトラップ法によりミオシン単分子がアクチンフィラメントに対して発生する単位力を比較した。その結果、ミオシン分子のアクチンとの結合・解離のサイクル中での力発生の時間がミオシン軽鎖に依存して変化することが見い出された。

研究成果

• [文献書誌] Takahashi, I., Shimada, M., Akimoto, T., Kishi, T., Sugi, H.: "Electronmicroscopic evidence for the thick filament interconnections associated with the catch state in the anterior byssal retractor muscle of Mytilus edulis"Comparative Biochemistry and Physiology. A134. 115-120 (2003)
• [文献書誌] Sugi, H., Iwamoto, H., Akimoto, T., Kishi, H.: "High mechanical efficiency of the cross-bridge powerstroke in skeletal muscle"Journal of Experimental Biology. 206. 1201-1206 (2002)
• [文献書誌] Sugi, H., Chaen, S.: "Force-velocity relationships in actin-myosin interactions causing cytoplasmic streaming in algal cells"Journal of Experimental Biology. 206(in press). (2003)