Analysis of higher order F-actin structures in bleb-driven amoeboid locomotion using a reconstituted system

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ブレブ駆動型アメーバ運動は組織中を移動する接着性真核細胞が一般に行う運動様式で、多くの生命現象において重要であることが示されている。生細胞を用いた研究からアクチン高次構造制御タンパク質がこの運動に重要であることが示唆されているが、このアクチン高次構造が細胞を構成するタンパク質や細胞膜などに対し具体的にどのように作用するのかは十分に理解されていない。そこで、本研究ではブレブ駆動型アメーバ運動を試験管内で再構築し、アクチン高次構造を任意に変化させることで、この構造と運動の関係を明らかにするとこを目的とする。本年度は研究計画に従い前年度に作製、至適化したブレブ駆動型アメーバ運動試験管内再構築系に、数種類のアクチン高次構造を変化させるアクチン結合タンパク質を追加し、それぞれの運動に対する影響を調べた。アクチン結合タンパク質の追加によって、膜形状の非平衡揺らぎ特性や形状発展のモードが大きく影響を受けるということがわかった。また、これらの原因を調べるため、これらアクチン結合タンパク質を加えた際のアクチン溶液の粘弾性特性に関しても調べた。その結果、粘弾性特性が同等であっても膜形状の非平衡揺らぎや形状発展は異なるという状態が存在することを発見した。本研究によって、アクチン結合タンパク質が膜の形状変化に大きな影響を与え、その際、粘弾性特性以外の要素の重要性が示唆された。次の目標は、その機構の詳細の解明である。そのためには、膜の粘弾性特性などを定量的に測定する必要がある。また、アクチン結合タンパク質の種類によって膜への封入可能な条件が異なるため、それぞれの状態を単純に比較することはできないということも問題点として挙げられる。今後、これらを改善することで本分野の大きな進歩があると期待される。