| 研究課題/領域番号 |
24570177
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
工藤 成史 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70308550)
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| 研究分担者 |
大澤 研二 群馬大学, 理工学府, 教授 (50203758)
中村 修一 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90580308)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | バクテリア / べん毛モータ / モータ強度 / トルク特性 |
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| 研究実績の概要 |
バクテリアのべん毛モータについて、強度が低下した突然変異型のモータと、別の変異が加わることで強度がある程度回復した復帰変異型モータを用いて、構造タンパク質間の相互作用の大きさと、それを変化させる要因を明らかにすることを目指して、モータの機械的強度とモータ特性の測定、ならびに遺伝子解析を行った。
べん毛モータの機械的強度を調べるために、外部から粘性力を加える実験系を構築した。べん毛がスライドグラスに付着した状態で菌体が回転するテザードセルを作製し、カバーグラスを移動させて周辺の水溶液を流動させ、テザードセルが離脱するまで流速を増大させた。セルが離脱したときの流速から粘性力（べん毛モータに加わった力）を求めた。得られたモータ強度は、強度が低下した変異体で約4pNだった。野生型のテザードセルは離脱する確率が小さく、我々の実験系で印加できる粘性力の上限、約20 pNよりも大きな強度を有する可能性が高いことが分かった。復帰変異体のうちロッドに第2の変異があるものの強度は、両者の中間の値を示した。これらのモータの回転数-トルク特性は、互いに有意差を示さなかった。
単離・解析した復帰突然変異体は400種で、その70％について2番目の変異箇所を同定できた。そのうち、元の変異体でモータが壊れる箇所であるロッドに第２の変異が入ったものは２つあった。残りのうち、111種はMotと呼ばれる部分に、71種はCリングと呼ばれる部分に変異が入っていた。これは、べん毛の抜けやすさが回復したように見える復帰変異体の多くで、モータの出力低下によりべん毛が抜けなかったことを示唆する結果である。なお、復帰突然変異体の遺伝的解析に関する部分の論文投稿が予定より遅れたため、研究期間を1年間延長した。延長期間中に追加実験を行い、以上の結果をまとめた論文のジャーナル掲載に至り、一連の研究を終了させることができた。
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