ブラウン運動を駆動力とする生体分子モーターの制御メカニズムの解明

阐明以布朗运动为驱动力的生物分子马达的控制机制

• 批准号: 08J03648
• 负责人: 森松 賢順
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J03648/
• 关键词: 分子モーター; ミオシン; 1分子計測

骨格筋のミオシンはATPの加水分解エネルギーとブラウン運動を利用して、アクチンフィラメント上を動く。このミオシンの運動機能とブラウン運動の関係をより詳細に調べるためには、空間分解能がナノメートル、時間分解能がマイクロ秒の計測を行うことが一番である。しかしながら、ミオシンはアクチンと相互作用後に数ミリ秒で解離拡散してしまうため、同一分子の運動計測、統計解析を行うことが不可能に近かった。そこで本研究ではアクチンと常にアンカーされた鎖(アンカーDNA)を用いたミオシンの調整を行うことにした。本研究の目的は、超高速暗視野顕微鏡とアンカーDNAを用いてブラウン運動を駆動力としたミオシンの運動制御メカニズムを解明することである。具体的には、(i)超高速顕微鏡の改善、(ii)DNAの調整、(iii)先行研究で示された結果の追試、(iv)解離状態でブラウン運動するミオシンのアクチンへの結合定数の定量、(v)アクチンの構造的要因とミオシンの運動との関係の解明、等を行う。本年度は主に上記の(i)、(ii)の計画を遂行した。今回構築した暗視野顕微鏡を用いることで、27kfpsの時間分解能でかつナノメートル計測が可能になった。また、今回プローブとして金ナノロッドを使用することを検討した。金ナノロッドは、入射光の偏光方向により短軸、長軸それぞれのプラズモンを励起することが可能であるため、ロッド回転に伴う散乱光の強度、彩度が変化する。今回その特徴を活かし、金ナノロッドを標識として用いたミオシンの1分子回転(ねじれ)計測系の構築を行った。今後、(iii)以降の計画を実行することで、ブラウン運動を駆動力とする生体分子モーターの制御メカニズムの解明を行っていきたい。

The mechanism of ATP hydrolysis is discussed in detail. The function of motion and the relationship between motion and time can be adjusted in detail, and the spatial decomposition can be adjusted in detail, and the time decomposition can be adjusted in detail. After several seconds of interaction, dissociation and dispersion, motion measurement and statistical analysis of the same molecule are impossible. This study is aimed at improving the quality of the products. The purpose of this study is to understand the motion dynamics of ultra-high-speed dark field micromirrors and their DNA applications. The specific aspects include (i) improvement of ultra-high speed micromirrors,(ii)DNA tuning,(iii) follow-up of previous research results,(iv) quantification of binding constants for dissociated states,(v) clarification of the relationship between the essential causes and motion of dissociated states, etc. This year, we will continue to implement the above plans (i) and (ii). The time resolution capability of 27kfps for dark field micromirrors can be measured. This is the first time I've ever seen a woman. The polarization direction of the incident light is different from that of the short axis and the long axis, and the intensity and chromaticity of the scattered light are changed. The characteristics of this system are described in detail below. In the future,(iii) to reduce the implementation of the plan, the movement of the animal, the driving force of the biological molecule, the control of the animal, and the implementation of the solution.

项目成果

Site-directed single molecule FRET to clarify the intramolecular dynamics of actin

定点单分子 FRET 阐明肌动蛋白的分子内动力学

• 发表时间: 2008
• 作者: Masatoshi Morimatsu;So Nishikawa;Mitsuhiro Sugawa;Atsuko Hikikoshi Iwane;Toshio Yanagida
• 通讯作者: Toshio Yanagida