鞭毛軸糸の波動発生に必要な最小機能単位の追求

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私は、鞭毛軸糸ダイニンが微小管の間でどのように制御されて、鞭毛運動の基礎となる運動を発生するのかを明らかにするため、微小管とダイニンの混合系で発生する運動の解析を行ってきた。そして、前年度までに、微小管とダイニンを混合レてできる微小管の束にATPを添加すると微小管間で20μm/sという非常に速い滑り運動が起こることが分かった。このような速い滑り運動は、ダイニンの一般的な運動性検定法(in vitro motility assay)では見られなかったものである。本年度は、微小管・ダイニン混合系で速い滑り運動が発生する要因について研究を行った。その要因として考えられることはいくつかあるが、一つの可能性は、実験に用いているダイニン抽出液中にダイニン活性化に必要な蛋白質が含まれていることである。そこで、ショ糖密度勾配遠心分離によってダイニン抽出液からこの運動に深く関与していると思われる外腕ダイニンのみを精製する試みを行った。しかし、この方法でダイニンを精製することは容易ではないことが分かったため、方針を変更し、微小管・ダイニン複合体に含まれる蛋白質を電気泳動によって調べることにした。これによって、微小管に結合している蛋白質のほとんどが、外腕ダイニンの構成蛋白質であることが分かった。外腕ダイニンの他には、内腕ダイニンのfという種が微小管に結合していたが、これを欠損した変異株のダイニンを用いた実験から、この内腕ダイニンfは運動には関与していないことが分かった。以上のことから、微小管を速く滑らせる機構は外腕ダイニンそのものに含まれており、それ以外のダイニン種や特殊な蛋白質によって活性化されているわけではないことが示された。今回の研究結果は、外腕ダイニン自身に自己活性化のメカニズムが含まれており、微小管への結合によって、それがうまく機能するようになることを示唆するものである。