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モーター蛋白質による輸送顆粒の分子間協調メカニズムを探るために、DNAの2次元ナノ構造物(DNA-tile)上に多数の蛋白質分子を固定した"DNA-蛋白質ハイブリッドナノシステム"を構築した。本年度は、キネシンモーター蛋白質をモデル蛋白質として用い、1種類の蛋白質をDNA-tile上の任意の場所に固定させる方法を評価した。まず、表面のシステイン残基をなくしたキネシンモノマーとキネシンダイマーの変異体(CLM(=Cysteine Light Mutant)変異体)にシステイン残基を導入し、複数の長さのDNAで標識した(DNA-キネシン)。次に、結合用の手となる1本鎖DNA部分を複数個所に生やした長方形のDNA-tileを調製した。このDNA-tileを様々な条件でDNA-キネシンと混合し、DNA鎖同士のハイブリダイゼーションを利用してDNA-tile上に複数の蛋白質分子を固定させたDNA-蛋白質ハイブリッドナノ複合体を形成した(DNA-tile-キネシン)。そして、できたDNA-tile-キネシンを原子力間顕微鏡(AFM)、及び、蛍光顕微鏡で観察した。その結果、複数の目的場所にキネシン分子が結合したDNA-tile-キネシンが形成されていることが、AFMで確認できた。また、このDNA-tile-キネシンをキネシンのレールである微小管と蛍光顕微鏡下で混ぜ、エネルギー源であるATP存在下で観察すると、DNA-tile-キネシンがキネシンモーター蛋白質単体と同等の速度で走る様子が観察された。これらの結果から、DNA-tile上の任意の場所に目的の蛋白質を固定させる方法の基礎が確立した。
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