ダイニン外腕の機能的再構成

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鞭毛運動の原動力を発生しているのはダイニン内腕と外腕という2種の蛋白質複合体である。我々はさきに外腕を完全に欠失しているクラミドモナス変異株を単離し、それが野生株の約1/3の運動性を有することを明らかにした。また、この変異株の鞭毛を除膜してそこに野生株鞭毛の粗抽出液を添加すると、外腕が正規の位置に結合するばかりでなく、APT存在下で運動性が野生株のレベルまで回復することを示した。これはダイニン外腕を可逆的に抽出・再結合できることを意味しており、ダイニン外腕の機能を研究する上で強力な手段となると考えられる。しかし、上記の実験は鞭毛粗抽出液を用いたものであり、運動性の回復が外腕の再結合だけによっているのか否かは未確定であった。そこで、本研究では純化した標品を用いて外腕欠失軸糸への外腕の再結合と機能の回復が起こる実験系を確立することを第一目標にした。またこの生物のダイニン外腕は抽出条件によっては2つの成分に解離するが、その2成分から機能的に正常な外腕を再構成する試みを行った。まず、野生株鞭毛の高塩溶液による粗抽出液を本補助金で購入したスイング形ローターを使い、ショ糖密度勾配遠心法によって分画した。その結果、Mg存在下で抽出したものは外腕が2つの成分に解離せず23Sの沈降定数を持つが、MG非存在下で抽出したものは18Sと12Sの2成分に解離することが分かった。23S標品を濃縮してから除膜した外腕欠失株に添加し、ATP存在下での運動性を検定したところ、鞭毛打頻度の上昇が確認された。すなわち純化したダイニン外腕標品を機能的に軸糸に結合させるという第一目標は達成されたことになる。18Sと12Sの2成分から外腕を再構成する試みはまだ成功していないが、23S標品での成功によって実験条件に関する様々な知見が得られたので、それを活かしながらさらに実験を続ける予定である。