多様な細胞内アクチン高次構造上でのミオシン滑り運動解析:レール特性と機能を探る

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21590270
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薬理学一般
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 石川 良樹 群馬大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (20212863)
• 研究分担者: 中村 彰男 群馬大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (30282388) ; 小浜 一弘 群馬大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (30101116)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: アクチン / ミオシン

研究概要

種々の細胞運動を担っているミオシン運動につき、「裸の状態」のアクチン繊維上を滑走するのと、「様々なアクチン結合タンパク質が結合したアクチン繊維上」を滑走するので違いはあるか?という疑問のもと、ミオシン滑り運動解析を行った。脳特異的なアクチン結合タンパク質であるドレブリンがミオシンVに及ぼす影響を調べたところ、ミオシンVは、ドレブリンを結合させたアクチン線維上を、裸のアクチン線維と同じ滑り速度で滑走したが、結合してから遊離するまでの走行距離 & 時間は短かった。ドレブリンは、ミオシン前足頭部のアクチンへの結合を抑制したが、後足頭部のADP遊離には影響を与えなかった。以上の結果は、ドレブリンで飽和したアクチン線維上では、ミオシンVのアクチンへの結合親和性が低下し、その結果ミオシン滑り運動が阻害されていると示唆される。ドレブリンは神経成長円錐の辺縁部と中心部の境界の静的なアクチン線維上に局在しているが、このアクチンレールがミオシン活性を阻害することによってこのような振る舞いをしている可能性が高いものと思われる。

研究成果

• [雑誌論文] Down regulation of myosin light chain kinase expression in vascular smooth muscle cells accelerates cell proliferation : Requirement of its actin-binding domain for reversion to normal rates (2012)
  • 著者名/発表者名: Wang HH, Nakamura A, Yoshiyama S, Ishikawa R, Cai N, Ye LH, Takano-Ohmuro H, Kohama K
  • 雑誌名: J. Pharmacol. Sci 巻: (in press)
  • DOI: DOI:10.1254/jphs.11213SC
  • 査読あり
• [雑誌論文] Video imaging of walking myosin V by high-speed atomic force microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Kodera N, Yamamoto D, Ishikawa R, Ando T
  • 雑誌名: Nature 巻: 468 ページ: 72-76
  • DOI: DOI:10.1038/nature09450
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modulation of the mechano-chemical properties of myosin V by drebrin-E (2010)
  • 著者名/発表者名: Kubota H, Ishikawa R, Ohki T, Ishizuka J, Mikhailenko SV, Ishiwata S
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 400 ページ: 643-648
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbrc.2010.08.120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Utilization of myosin and actin bundles for the transport of molecular cargo (2010)
  • 著者名/発表者名: Takatsuki H, Rice KM, Asano S, Day BS, Hino M, Oiwa K, Ishikawa R, Hiratsuka Y, Uyeda TQ, Kohama K, Blough ER
  • 雑誌名: Small 巻: 6 ページ: 452-457
  • DOI: DOI:10.1002/small.200901369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stimulatory effects of arachidonic acid on myosin ATPase activity and contraction of smooth muscle via myosin motor domain (2010)
  • 著者名/発表者名: Katayama K, Watanabe M, Tanaka H, Hino M, Miyakawa T, Ohki T, Ye LH, Xie C, Yoshiyama S, Nakamura A, Ishikawa R, Tanokura M, Oiwa K, Kohama K
  • 雑誌名: Am. J. Physiol. (Heart Cir. Physiol.) 巻: 298 ページ: H505-514
  • DOI: DOI:10.1152/ajpheart.00577.2009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium regulation of non-kinase and kinase activities of recombinant myosin light-chain kinase and its mutants (2009)
  • 著者名/発表者名: Xie C, Zhang Y, Wang HH, Matsumoto A, Nakamura A, Ishikawa R, Yoshiyama S., Hayakawa K, Kohama K, Gao Y
  • 雑誌名: IUBMB Life 巻: 61 ページ: 1092-1098
  • DOI: DOI:10.1002/iub.266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonkinase activity of MLCK in elongated filopodia formation and chemotaxis of vascular smooth muscle cells toward sphingosylphosphorylcholine (2009)
  • 著者名/発表者名: Wang HH, Nakamura A, Matsumoto A, Yoshiyama S, Qin X, Xie C, Zhang Y, Gao Y, Ishikawa R, Kohama K
  • 雑誌名: Am J Physiol Heart Circ Physiol 巻: 296 ページ: H1683-1693
  • DOI: DOI:10.1152/ajpheart.00965.2008
  • 査読あり
• [学会発表] The novel calmodulin-binding site of the smooth muscle myosin light chain kinase (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura A, Matsumoto A, Xie C, Yoshiyama S, Ishikawa R, Kohama K
  • 学会等名: 第83回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Dynamics of fascin, cofilin, and drebrin in growth cones : Comparison with the results obtained by in vitro analysis (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa R
  • 学会等名: 第52回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 伊香保
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 成長円錐におけるドレブリンとコフィリンの役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川良樹, 加藤薫, 五十嵐道弘, 小浜一弘
  • 学会等名: 神経組織の成長・再生・移植研究集会第24回学術集会
  • 発表場所: 伊香保
  • 年月日: 20090000
• [産業財産権] 束化アクチンを用いたマイクロアクチュエータ (2011)
  • 発明者名: 日野瑞城, 小濱一弘, 石川良樹, 中村彰男, 須齋嵩, 大畠昭子, 大岩和弘
  • 権利者名: 国立大学法人群馬大学、独立行政法人情報通信研究機構
  • 産業財産権番号: 特許、第4799007号
  • 取得年月日: 2011-08-12