微小管の翻訳後修飾による軸糸内輸送網の制御方法に関する分子シミュレーション研究

軸糸内輸送はdynein-2とkinesin-2が集合体を成したIFT-trainと呼ばれるものによって行われる。kinesin-2が細胞質側から鞭毛・繊毛の先端方向への輸送を担い、dynein-2が逆方向の輸送を担う。この時、軸糸内部の微小管骨格はそれぞれがA管とB管からなるダブレット微小管を形成している。これまでの研究から、kinesin-2がB管上、dynein-2がA管上を運動することが知られていた。だが、この微小管選択機構については明らかにされてこなかった。私は、B管がA管に比べて、微小管の翻訳後修飾が多いことに注目した。つまり、微小管の翻訳語修飾がkinesin-2の運動を促進、または、dynein-2の運動を阻害することによって、dynein-2とkinesin-2の微小管選択が行われているのではないかと考えた。そこで、まずはdynein-2と微小管翻訳後修飾の関係性について調べることとした。理論的に微小管表面に翻訳語修飾を施し、その表面上でdynein-2の挙動を確認した。具体的にはデチロシン化・ポリグルタミン酸化・ポリグリシン化をそれぞれ、または混ぜた状態で付与した系を作成した。その結果、特にポリグルタミン酸化がdynein-2の歩行運動を著しく阻害している様子が確認された。これらの結果はScientific Reportsに掲載された。Kubo, S., Bui, K.H. Regulatory mechanisms of the dynein-2 motility by post-translational modification revealed by MD simulation. Sci Rep 13, 1477 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-28026-z

軸糸内輸送はdynein-2とkinesin-2が集合体を成したIFT-trainと呼ばれるものによって行われる。kinesin-2が細胞質側から鞭毛・繊毛の先端方向への輸送を担い、dynein-2が逆方向の輸送を担う。この時、軸糸内部の微小管骨格はそれぞれがA管とB管からなるダブレット微小管を形成している。これまでの研究から、kinesin-2がB管上、dynein-2がA管上を運動することが知られていた。だが、この微小管選択機構については明らかにされてこなかった。私は、B管がA管に比べて、微小管の翻訳後修飾が多いことに注目した。つまり、微小管の翻訳語修飾がkinesin-2の運動を促進、または、dynein-2の運動を阻害することによって、dynein-2とkinesin-2の微小管選択が行われているのではないかと考えた。そこで、まずはdynein-2と微小管翻訳後修飾の関係性について調べることとした。理論的に微小管表面に翻訳語修飾を施し、その表面上でdynein-2の挙動を確認した。具体的にはデチロシン化・ポリグルタミン酸化・ポリグリシン化をそれぞれ、または混ぜた状態で付与した系を作成した。その結果、特にポリグルタミン酸化がdynein-2の歩行運動を著しく阻害している様子が確認された。これらの結果はScientific Reportsに掲載された。Kubo, S., Bui, K.H. Regulatory mechanisms of the dynein-2 motility by post-translational modification revealed by MD simulation. Sci Rep 13, 1477 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-28026-z