研究課題
ダイニンは、ATP加水分解を利用して微小管上を滑り運動する巨大モータータンパク質複合体で、そのモーター活性は、細胞中心方向への物質輸送・細胞移動・細胞分裂など本質的な生命活動の駆動に必須である。しかし、これら多様な細胞内機能を発揮するための基盤となる「ダイニン複合体が微小管上を輸送運動するメカニズム」はいまだに謎に包まれており、その解明は生物物理学・細胞生物学分野の重要な研究課題のひとつである。本研究は、ダイニン複合体の機能面での解析を進めるとともに、構造面での研究を強力に推進することで、その運動発生機構の全貌を近原子レベルで明らかにすることを目指している。本年度の研究では、まず、ダイニン輸送系のレールである「微小管」について近原子分解能での構造解析を遂行した。その結果、微小管の構築と崩壊について、新たな知見を得ることに成功した。微小管の構造については、従来、主要な構造のみに焦点を絞った研究がなされていたが、本研究により初めて多種多様な微小管の構造について網羅的な近原子分解能構造解析が達成されたことになる。また、ダイニン分子の力発生機構の共通性と多様性にアプローチするために、「繊毛ダイニン」を対象とした構造解析も遂行した。その結果、内腕ダイニンの一種dynein-dについて、分子全体で7A程度、モーター活性を発揮する中核領域については4Aを超える分解能での構造解析に成功した。本構造研究では、dynein-dの力発生前後の両方の構造を明らかにすることに成功しており、生体防御や受精に極めて重要な役割を果たす「繊毛運動」について、そのメカニズムの一端を明らかにすることができた。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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