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細胞質ダイニンが微小管上を「小股歩き」をする機構の解明

阐明细胞质动力蛋白在微管上“行走”的机制

基本信息

批准号：
07J09333
负责人：
島知弘
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞質ダイニンは、モーター活性を担う重鎖が二量体を形成して働いている。昨年度、私は別々に精製した単量体重鎖2つを二量体化させることに成功し、これによって二つの重鎖間の制御の実態を研究することが可能になった。本年度私は、まず一方の重鎖をATPと結合できずモーター活性のない、いわゆる「死んだ」変異体(P1T変異体)に代えたヘテロ二量体を作成した。P1T変異体はそれ自身では微小管から解離せず動かないはずであるが、このヘテロ二量体は1分子で微小管上を長距離運動した。この挙動はキネシンなどでは報告されておらず、ダイニン特有のものである。P1T変異体はATPと結合しないため、ATP加水分解に伴う力発生が起こらない。つまりこの結果は、細胞質ダイニンのプロセッシブな歩行には、片方の重鎖のATP加水分解過程の進行や力発生が不要であることを示している。一方の重鎖の力発生なしで二足歩行するという現象は、2つの重鎖が交互に力発生を繰り返して進むという従来型のモデルでは説明できないので、この野生型/P1Tヘテロ二量体ダイニンの運動様式を詳細かつ定量的に調べることで、分子モーターの新たな動作機構を発見することができるかもしれない。したがって今後は、光ピンセットやFIONAを用いて、野生型/P1Tヘテロ二量体ダイニンが微小管上をステップする様子を計測することで、野生型およびP1T変異体各重鎖のステップサイズ・Dwell time・力などを明らかにすることが必要とされる。またP1T変異体はそれ自身では、微小管から解離しないにもかかわらず、野生型とのヘテロ二量体になるとプロセッシブに動くことができるということから、二つの重鎖の間に機械的な張力がかかっており、片方の重鎖がもう一方の重鎖を微小管から引き離すような仕組みが存在していることが示唆される。この機械的な張力の伝達部位としては、二つのダイニン重鎖が結合している尾部末端が最も可能性が高いと考えられたが、尾部末端に柔軟なリンカーを挿入し、尾部末端を介した張力が伝わらないよう設計した二量体組換えダイニンが、リンカーを挿入していないものと同様にプロセッシブに運動することが確認された。この結果は、ダイニン重鎖の尾部末端以外の領域に、機械的な張力を伝達できる程度の強い重鎖間相互作用を示す部位が存在することを示唆している。今後は、新たなダイニン重鎖相互作用部位を同定することによって、細胞質ダイニンのプロセッシブな運動を達成させている重鎖間の制御の実態を解明できるものと期待される。

Cytoplasm ダイニンは, モーター active を bear う heavy lock をが 2 quantity body formation して働いている. Last year, private は don't 々に refined した単 quantity weight 2 lock つを 2 quantity body change させることに successful し, これによって two つの between heavy lock の suppression の be を study することが may になった. This year's private は, まず side の heavy lock を ATP と combining できずモーター active のない, いわゆる "dead んだ" - variants (P1T - variants) に generation えたヘテロ 2 quantity body を made した. P1T - variant はそれ itself では tiny tube から dissociation せず dynamic かないはずであるが, このヘテロ 2 quantity body は 1 molecular で tiny pipe を long distance movement した. Youdaoplaceholder6 挙挙 action キネシキネシな <s:1> ででで report されておらず, ダダニニ <s:1> specific であるであるであるである. The P1T variant <s:1> ATPと combines with ななためため and ATP water decomposition に accompanied by う force to produce がらならならなが. つまりこの results は, cytoplasm ダイニンのプロセッシブな step line には, the slice の heavy lock のの ATP hydrolysis process や force born 発が don't であることを shown している. Party の heavy lock の force born 発なしで two-legged step line するといはう phenomenon, 2 つの heavy lock にが interaction force born 発を Qiao り return して in むという従 type to のモデルでは illustrate できないので, この wild type/P1T ヘテロ 2 quantity body ダイニン others type をの movement かつ quantitative に adjustable べることで, molecular モーターの new たな action organization Youdaoplaceholder0 appears in するするとがでとがでるるるれなれなれな. したがって in future は, light ピンセットや FIONA を with いて, wild type/P1T ヘテロ 2 quantity body ダイニンが tiny pipe をステップする others child を measuring することで, wild type および P1T - variants each heavy lock のステップサイズ Dwell time · force なをを Ming らにするにするとがとが necessary とされる. また P1T - variant はそれ itself では, tiny tubes から dissociation しないにもかかわらず, wild type とのヘテロ 2 quantity body になるとプロセッシブに dynamic くことができるということから, two つの heavy lock のに mechanical な tension between がかかっており, the slice の heavy lock がもう tiny tube side の heavy lock をから their すきような The group みが exists in the form of みがてるるとがとが indicating される. この mechanical な tension の伝 of parts としては, two つのダイニン heavy lock が combining している tail end が most likely がもいと exam えられたが soft, the tail end になリンカーを scions into し, tail end を dielectric した tension が伝わらないよう design した 2 quantity body group in えダイニンが, リンカーを scions into していないもの Youdaoplaceholder0 The same にプロセッシブに movement するするとが confirm された. この results は, ダイニン heavy lock のの fields other than the tail end に, mechanical な tension を伝 da できるの level of interaction between い heavy lock をがす parts exist in することを in stopping している. Future は, new たなダイニン heavy lock parts を interaction with fixed することによって, cytoplasmic ダイニンのプロセッシブをな movement reached させている between heavy lock の suppression の state be を interpret できるものと expect される.