細胞質ダイニンが一方向性を獲得するための要因の決定

细胞质动力蛋白获得单向性因素的测定

• 批准号: 11J10857
• 负责人: 鳥澤 嵩征
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J10857/
• 关键词: 分子モーター; 細胞質ダイニン; 細胞骨格; ダイニン; モーターたんぱく質

本研究課題は, 高等生物の細胞内において小胞の輸送, 細胞分裂, 細胞運動などの種々の事象に関与している生体分子モーター, 細胞質ダイニンが1方向性を獲得する機構を明らかにすることを目的としている. 前年度までの研究から, 拡散的な挙動を示すダイニンが一方向的な運動を行う要因として, 負荷の存在による力学的摂動が重要な役割を果たしている可能性が示唆されていた. そこで, 本年度では, 細胞質ダイニンに内在する力学応答性を光ピンセットによって直接計測する実験を行った. また, 合わせてダイニンの挙動と分子の形態の間の関係を電子顕微鏡によつて観察し, 力学的摂動がダイニン分子に及ぼす影響について, 構造的見地からも研究を行った.【細胞質ダイニンに対する力学的摂動の効果の評価】ダイニン分子のレール(微小管)に対する結合親和性が力学的摂動によって変化するかどうか, 光ピンセットを用いて観察した. 具体的には, ダイニン分子が結合したビーズをトラップし, 微小管上で瞬間的に負荷をかけた際の破断時間を測定し, 負荷の大きさと破断時間の関係を見た. その結果, ダイニンの結合時間には負荷の方向に対する依存性(Ratchet-like property)が存在し, 同時に負荷が大きくなるほど結合が強くなる性質(Catch-bond mechanism)が内在していることがわかり, この性質を利用して負荷依存的な一方向性の顕在化が起こっている可能性が示唆された.【細胞質ダイニンの形態と運動様式の関連に対する構造的アプローチ】ダイニンの振る舞いと形態の間の関係を探るために, 種々のヌクレオチド条件におけるダイニンの形態の違いを電子顕微鏡で観察した. その結果, 微小管との結合親和性に応じてダイニンが異なる形態をとつていることが明らかとなり, ダイニンは無負荷状態では弱結合状態に特異的な形態にトラップされ, 拡散的な振る舞いに陥っているという自己阻害モデルを確立することが出来た.

This research topic は, higher biological の intracellular に お い て vesicular の transport, cell division, cell movement な ど の kind 々 の things like に masato and し て い る raw body molecular モ ー タ ー, cytoplasm ダ イ ニ ン が 1 directional を get す る institutions を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. Before the annual ま で の research か ら, company of な 挙 dynamic を shown す ダ イ ニ ン が a line direction な movement を う by と し て, load の is に よ る mechanics, dynamic が important な "を cut fruit た し て い が る possibility in stopping さ れ て い た. そ こ で, this year's で は, Cytoplasm ダ イ ニ ン に inner す る mechanics 応 a sexual を light ピ ン セ ッ ト に よ っ て directly measuring す る be 験 を line っ た. ま た, close わ せ て ダ イ ニ ン の 挙 dynamic の と molecules form between の の masato is を electronic 顕 micromirror に よ つ て 観 examine し, mechanics, dynamic が ダ イ ニ ン molecular に and ぼ す influence に つ い て, Line structure of insight か ら も research を っ た. [cytoplasm ダ イ ニ ン に す seaborne る mechanics, dynamic の unseen fruit の review 価 】 ダ イ ニ ン molecular の レ ー ル (tiny tubes) に す seaborne る combined with affinity が mechanics, dynamic に よ っ て variations change す る か ど う か, light ピ ン セ ッ ト を with い て 観 examine し た. Specific に は, ダ イ ニ ン molecular が し た ビ ー ズ を ト ラ ッ プ し, tiny pipe で instantaneous load を に か け た interstate の を determination し breaking time, big load の き さ と breaking time の masato を see た. そ の results, ダ イ ニ ン の combining time に の は load direction に す seaborne る dependency (Ratchet - like property) し が existence, at the same time に load が big き く な る ほ ど combined with strong が く な る properties (Catch - bond mechanism) が inner し て い る こ と が わ か り, こ の nature を USES し て load dependent な a directional の 顕 in turn が up こ っ て い が る possibility in stopping さ れ た. [cytoplasm ダ イ ニ ン の form others と movement type の masato even に す seaborne る constructed ア プ ロ ー チ 】 ダ イ ニ ン の vibration る dance い と form between の の masato is を agent る た め に, Kind of 々 の ヌ ク レ オ チ ド conditions に お け る ダ イ ニ ン の form の violations い を electronic 顕 micromirror で 観 examine し た. そ の as a result, the small tube と の combined with affinity に 応 じ て ダ イ ニ ン が different な る form を と つ て い る こ と が Ming ら か と な り, ダ イ ニ ン は no-load state で は weak combining state に specific な form に ト ラ ッ プ さ れ, Company of vibration な る dance い に 陥 っ て い る と い う their resistance against モ デ ル を establish す る こ と が た.

项目成果

細胞質ダイニンの力学応答による運動制御について

通过细胞质动力蛋白的机械响应进行运动控制

• 发表时间: 2013
• 作者: Takayuki Torisawa;鳥澤 嵩征;鳥澤 嵩征
• 通讯作者: 鳥澤 嵩征

Self-regulation of cytoplasmic dynein through its unconventional force response.

细胞质动力蛋白通过其非常规力反应进行自我调节。

• 发表时间: 2014
• 作者: Takayuki Torisawa;Ken’ya Furuta;Akane Furuta;Muneyoshi Ichikawa;Kei Saito;Kazuhiro Oiwa;Hiroaki Kojima;Yoko Toyoshima
• 通讯作者: Yoko Toyoshima

THE MECHANISM OF THE TRANSITION FROM DIFFUSIVE TO DIRECTED MOVEMENT IN MAMMALIAN CYTOPLASMIC DYNEIN

哺乳动物细胞质动力蛋白从扩散运动向定向运动转变的机制

• 发表时间: 2013
• 作者: Takayuki Torisawa;鳥澤 嵩征;鳥澤 嵩征;Takayuki Torisawa
• 通讯作者: Takayuki Torisawa

Diffusive and directed movements of mammalian cytoplasmic dynein

哺乳动物细胞质动力蛋白的扩散和定向运动

• 发表时间: 2011
• 作者: Takayuki Torisawa;鳥澤 嵩征;鳥澤 嵩征;Takayuki Torisawa;鳥澤嵩征;小川和孝;鳥澤嵩征
• 通讯作者: 鳥澤嵩征

Autoinhibition and synergistic activation of cytoplasmic dynein 細胞質ダイニンの自己阻害と協同的な活性化

细胞质动力蛋白的自身抑制和协同激活

• 发表时间: 2013
• 作者: Takayuki Torisawa;鳥澤 嵩征
• 通讯作者: 鳥澤 嵩征