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2014 年度 実績報告書

モーター超分子複合体の分子構築と運動制御機構の解明

公募研究

研究領域運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
研究課題/領域番号 25117503
研究機関東京大学

研究代表者

豊島 陽子  東京大学, 総合文化研究科, 教授 (40158043)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードダイニン / ダイナクチン / 超分子複合体 / 金ナノ粒子
研究実績の概要

ダイニンもダイナクチンも、ともに巨大で複雑な構造をもつ超分子複合体であるが、それらの構造と両者の相互作用については明らかでないことが多い。本研究では、ヒトHEK細胞で発現した組換え体ダイニンと組換え体ダイナクチンについて、金ナノ粒子を部位特異的に標識し、電子顕微鏡で観察してサブユニットの位置関係を明らかにした。特に、ダイニンの尾部構造中の中間鎖、中間軽鎖、軽鎖の位置を特定した結果、従来想定されていたサブユニットの配向と順序が逆であることがわかった。また、ダイナクチンのサイドアームにヘッドから突出する繊維状構造(アンテナ)があることを発見した。このアンテナ部分は、ダイニン結合部位であることが知られているp150のCC1領域であると同定した。CC1はコイルドコイルの二量体が中央付近で折れ曲がり、逆並行の4量体を形成していることが示唆された。
このCC1部位の断片を作製して、ダイニンに対する影響を調べたところ、本来、ダイニンの運動連続性を高めると考えられているダイナクチンの効果とは逆に、ダイニンと微小管の親和性を弱めて、ダイニンを微小管から引き剥がす効果があることが見出された。この効果は、ダイナクチンp150のバリアントのうち、K-richドメインをもたないダイナクチン1Bについても見られることから、ダイナクチン複合体がもつ本質的な生理作用であることが示唆された。このことから、ダイナクチンは1AにみられるK-richドメインによる微小管への親和性の増加と、CC1ドメインによるダイニンの微小管への親和性の低下の、両方の側面をもつ複雑なレギュレーターであることがわかった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Autoinhibition and cooperative activation mechanisms of cytoplasmic dynein.2014

    • 著者名/発表者名
      Torisawa, T., Ichikawa, M., Furuta, A., Saito, K., Oiwa, K., Kojima, H., Toyoshima, Y. Y.
    • 雑誌名

      Nature Cell Biol.

      巻: 16 ページ: 1118-1124

    • DOI

      10.1038/ncb3048

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure of the entire stalk region of the dynein motor domein2014

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa, Y., Oyama, T., Kamiya, N., Kon, T., Toyoshima, Y. Y., Nakamura, H. and Kuris, G
    • 雑誌名

      J Mol Biol,

      巻: 426 ページ: 3232-3245

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2014.06.023.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of ring-shaped microtubule assemblies through active self-organization on dynein.2014

    • 著者名/発表者名
      Ito, M., Arif Md. Rashedul Kabir, A.,M.,R. Inoue, D., Torisawa, T, Toyoshima, Y.Y., Sada1, K. & Kakugo, A
    • 雑誌名

      Polymer J.

      巻: 46 ページ: 220-225

    • DOI

      10.1038/pj.2013.89

    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオイメージングと光ピンセットを用いた微小管系モータータンパク質の協働的活性化に関する働き2014

    • 著者名/発表者名
      古田健也、鳥澤嵩征、豊島陽子
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 86 ページ: 184-191

    • 査読あり
  • [学会発表] Regulation of dynein motility by the antenna structure of dynactin p1502014

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi, T. Miyashita, H. Kajita, K. Saito, T. Murayama, Y.Y. Toyoshima
    • 学会等名
      The 2014 ASCB/IFCB Meeting
    • 発表場所
      Philadelphia, Pennsylvania, USA
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-09
  • [学会発表] Antenna structure of dynactin complex2014

    • 著者名/発表者名
      Hatsuha Kajita, Takuya Kobayashi, Kei Saito, Yoko Y. Toyoshima
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15
  • [学会発表] A novel role of dynactin for dynein motility revealed by gliding assay2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kobayashi, Hatsuha Kajita, Kei Saito, Yoko Y. Toyoshima
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15
  • [学会発表] A novel role of dynactin for dynein motility revealed by single-molecule assay2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Miyashita, Takuya Kobayashi, Hatsuha Kajita, Yoko Y. Toyoshima
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15
  • [学会発表] Autoinhibiton and cooperative activation mechanisms of cytoplasmic dynein.2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Torisawa, Ken’ya Furuta, Muneyoshi Ichikawa, Akane Furuta, Kei Saito, Kazuhiro Oiwa, Hiroaki Kojima, Yoko Toyoshima
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15
  • [学会発表] Cytoplasmic dynein takes a route switching randomly between protofilaments with a bias toward the right2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Sugawa, Shin Yamaguchi, Keitaro Shibata, Yoko Y. Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15

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公開日: 2016-06-01  

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