| 研究課題/領域番号 |
19K17180
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| 研究機関 | 東京慈恵会医科大学 |
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研究代表者 |
中原 直哉 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (10632193)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | DSC / 水 / 筋タンパク / 骨格筋 / MR信号 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の大きな目的は骨格筋細胞内の0℃以外で融ける水を用いて、分子を束縛する相互エネルギーの大きさを明らかにすることである。この相互エネルギーはMR信号だけでは識別できない。水は“氷”の状態から“液体の水”に変化するときに融解潜熱を吸収するが、この熱をDSC法で測定し、分子を束縛する相互エネルギーの指標にする。特に骨格筋細胞内の水の中で-24℃や-21℃で融ける2種類の水に着目し、それらの水をMR信号との対応させることを目指した。
これらの水は骨格筋の主要な2種類のタンパクであるアクチンやミオシンを熱変性もしくは除去し、状態を変化させるとそれぞれ特異的に変化することが分かっている。
そこでこの変化が起きる理由が骨格筋の規則的なサルコメア構造によるものか、もしくは筋タンパク周囲の水分子の状態変化によるものかを解明するため、ミオシンを蛋白精製し、フィラメント化させた状態での水の融け方を調べた。ミオシンの精製はカエル骨格筋組織を粗くホモジナイズし、遠心分離で混雑物を除去した。さらに1,000gで遠心分離を繰り返すことで筋原線維を抽出した。その後、高イオン強度の液にさらしミオシンの抽出を行った。夾雑物が少ないミオシンを精製していることをSDS-PAGEで確認し、透析膜を用いてゆっくりとミオシンタンパクをフィラメント化することで、サルコメア構造内のミオシンの状態に近づけた。精製したミオシンフィラメントの融解潜熱の測定したところ、-24℃と-21℃で融ける水を検出することが可能であった。今後、変性など様々な変化を加え、より詳細な測定を行っていく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本来はミオシンフィラメントの測定と平行して、高分子物質PEGを用いて細胞内を脱水した状態を作成し、-24℃や-21℃で融ける2種類の水の局在について調べる予定であった。しかし高分子物質を溶液中に入れると、溶液中の水分子の全体的な状態が変わるため、骨格筋細胞がある状態との比較が困難となった。このため進捗状況が遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
数種類の濃度の高分子物質PEG溶液を作成し、溶液のみと溶液内に骨格筋細胞を入れたもの水分子の状態を、それぞれのPEG濃度ごとに比較することで実施していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
科研費の区分が基金であり、端数の来年度繰り越しを想定したため。
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