リニアモータータンパク質の力発生機講

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二本の‘足'を持つリニアモータータンパク質であるミオシンVの長い‘脚'に,光学顕微鏡で容易に観察できる棒(微小管)を結合させ,アクチン線維上を‘歩行'中の脚の動きを直接観察し,運動メカニズムの解明を試みている.昨年度は,脚を固定してアクチン線維の運動を観察する系に改良し,問題となっていたデータの取得効率を上げることができた.今年度はさらに実験を重ね,今まで観察されていた微小管やアクチン線維の動きが,確かにミオシンVの脚の動きを反映していることを示した.改良した系ではアクチン線維の動きの解析から,脚の角度変化と同時にミオシンVのステップ状の並進運動を捉えることができ,力発生を伴った一方向性の角度変化が前足→後足,次の角度へ到達する前に回転ブラウン運動をする変化が後足→(アクチン線維から解離→)前足の動きに対応していることを示すことができた.さらにアクチン線維の動きが床に近いことで制限されないように,ビーズを‘橋げた'にして脚が固定されている微小管を‘橋'にする系でも実験を行ったところ,解離した足はほぼすべての角度をとり,回転自由ブラウン運動をすることが分かった.これらの結果より,次の歩行モデルを提唱した:両足がアクチン線維に結合した状態から後足が解離して‘股関節'を中心に回転自由ブラウン運動をする.前足の脚が力発生を伴って前方に傾き,股関節を前方に押し出す.解離している足が,回転の支点(股関節)が前方に移動したことにより,アクチン線維に結合している足よりさらに前方に着地する.歩行中のミオシンVの前足の脚が力発生を伴って前方に傾くことや解離した足が回転ブラウン運動をするというメカニズムは,リニアモーター蛋白質全般の動作機構の解明において重要な知見を与えると考えている.論文としてまとめ,現在投稿中である.