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細胞骨格の1つであるactinはG-actinが重合しF-actinを形成し、可逆な重合脱重合により細胞内運動などの細胞内の様々な機能に関わっている。本研究では、actinの重合過程を1分子レベルでリアルタイムイメージングすることにより、定常状態において重合がどのようなメカニズムで行われているのかを明らかにすることを目的とした。本年度の研究成果は以下のとおりある。
1. ナノスリット基板上におけるactinの伸長
まず、ナノスリット内においてactinが重合するか否かを確かめた。重合の核となるCy3 labelled F-actinをスリット内に固定させ、BODIPY-FL labelled actinを加えて重合を観察した結果、重合速度は0.16 ± 0.01 μm/minだった。一方、通常のカバーガラス上では0.54 ± 0.04 μm/minだった。重合速度定数がカバーガラスよりもナノスリット内で小さい原因としては基板上へのBODIPY-FL labelled actinの吸着により実効濃度が減少していること、ナノスリットの立体構造によりactinのBrown運動が妨げられてしまっていることなどが考えられる。
２. actin重合の１分子リアルタイムイメージング
ナノスリット内に固定したCy3 labelled actinの端を観察領域と定め領域内におけるBODIPY-FL labelled actinの蛍光強度変化を観察した。伸長過程と定常状態においてactinの重合をリアルタイムイメージングした結果、定常状態では伸長過程よりも検出されるシグナルの強度が上昇し。２分子や３分子の会合体に相当するアクチンが結合する様子が観察された。これより、定常状態ではG-actin１分子ではなく複数分子が重合していることが示された。
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