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分子モーターキネシンの活性状態を一分子レベルで検出するために、一分子蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)法を用いてキネシンの分子内構造変化を検出する手法を確立した。本年度は、この手法を用いて、キネシン2量体が両足を交互に動かして運動する様子を、2つの頭部間の距離を一分子FRET法で測定することにより観察した。片方の頭部の前方ともう一方の頭部の後方にシステイン残基を導入し、これらの部位を蛍光色素で標識した。AMPPNP(加水分解されないATPアナログ)存在下では、両足結合状態に相当するFRET効率が観察され、低濃度のADP存在下では、片足結合状態に相当するFRET効率が観察された。ATP存在下で微小管上を運動中のキネシンのFRET効率を測定したところ、高ATP濃度では両足結合状態を主に取ること、また低ATP濃度条件下では片足結合状態を長く取ることが明らかになった。これらの結果から、キネシンはATP結合を待っている状態では片足のみで微小管に結合した構造をとることが示された。次に、複数種類の分子モーターによって引き起こされる細胞内輸送がどのように制御されているのかを理解するための第一歩として、キネシンとダイニンが同時に微小管に作用しているときの運動の方向や速度を観察した。様々な比率のキネシンとダイニンをガラス表面に固定し、その上で微小管を走らせたところ、混合比率に依存して、微小管の運動方向や速度が変化するようすが観察された。適当な濃度比では微小管が停止したり振動したりする様子が見られた。この結果は、キネシンとダイニンは互いの運動に対して負荷をかけうることを示すものである。
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