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接着結合を介した張力発生フィードバック機構の解明

通过粘合阐明张力产生反馈机制

基本信息

批准号：
14J01854
负责人：
牧功一郎
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J01854/
关键词：
メカノトランスダクションバイオメカニクス原子間力顕微鏡全反射照明蛍光観察 αカテニン１分子ナノ引張試験１分子立体構造イメージングメカノバイオロジーナノフィッシング原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）メカノセンシング１分子細胞間接着結合リモデリング

项目摘要

本研究では、細胞間の力学的な情報伝達機構を明らかにすることを目指し、特に、αカテニンを介した細胞間張力感知メカニズムを分子レベルで解明することを目的とした。αカテニンは張力作用下でその立体構造（コンフォメーション）を変化させ、アクチン結合性タンパク質の１つであるビンキュリンを誘導することから、力を生化学シグナルに変換する「メカノセンサ」として機能する。本研究では、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）による１分子ナノ引張試験と１分子立体構造イメージング、および、全反射顕微鏡（ＴＩＲＦＭ）による１分子蛍光観察が複合した実験系を構築することにより、細胞の能動的な張力発生において、力学的因子および生化学的因子が連成した分子機構に迫った。得られた成果は以下の通りである。（１）αカテニンに対する１分子ナノ引張試験の結果、αカテニンが張力の作用下でその立体構造を変化させ、アンフォールディングしにくい状態でビンキュリンを待ち受ける適応的な張力感知メカニズムが存在することが明らかとなった。（２）１分子構造イメージングの結果、張力作用下におけるαカテニンの立体構造変化は、分子内のドメイン間相互作用の低下により引き起こされることが示された。（３）αカテニンの立体構造変化に伴うビンキュリンとの親和性の変化を明らかとするため、ＡＦＭとＴＩＲＦＭとを組み合わせた新たな実験系を構築した。ＡＦＭ－ＴＩＲＦＭシステムを用いて、張力作用下のαカテニンに対するビンキュリンの結合を観察した。その結果、αカテニンの立体構造の変化に伴うビンキュリンとの親和性の変化が、力学的に安定なαカテニン－ビンキュリン分子複合体の形成を導くメカニズムが提示された。以上、本研究は、１分子レベルのバイオメカニクス実験を通じて、接着結合を介した張力感知メカニズムに関する新たな知見を提供するものである。

The purpose of this study is to determine the mechanism of intercellular mechanics.テニンを解したIntercellular tension sensing メカニズムをmolecule レベルで Explain することをpurpose とした.カテニンはでそのthree-dimensional structure under the action of tension (コンフォメーション) を変化させ, アクチンassembly タンパク性の1つであるビンキュリンをinduced することから, 力を生chemistry The シグナルに変changesする「メカノセンサ」としてfunctional する. The purpose of this study is to use the Atomic Force Microscope (AFM) to conduct 1 molecular nanoinduction test and 1 minute. Sub-three-dimensional structure イメージング, および, total reflection micromirror (TIRFM) による1 point子曍光榳看が综合した実験験组することにより、The active tension of the cells The factors of biology and chemistry are the factors of mechanics and chemistry. The results obtained are as follows. (1) The results of the αカテニニに対する1 molecule tension test, the three-dimensional structure of the αカテニンが tension, and the transformation of the three-dimensional structure into を変化させ, アンフォThe state of the car The tension is felt by the presence of the tension. (2) 1. Molecular structure: イメージングの results, におけるαカテニンの three-dimensional structure under tension剉化は, のドメインinteractions within the molecule are reduced and the によりinducing きこされることがshows された. (３) αカテニンのthree-dimensional structure change, companion, affinity, affinity, change, etc.かとするため、AFMとTIＩＲＦＭとを组み合わせた新たな実験组をconstruct した. ＡＦＭ－TIRFＭシステムを Use いて, のαカテニンに対するビンキュリンの combined with を看した under tension.そのRESULTS, αカテニンのthree-dimensional structure の変化に合うビンキュリンとのcompatibility の変化が, mechanics The formation of the stable molecular complex of α α カテニン-ビンキュリン is the guide of the くメカニズムが tip. Above, in this study, one molecule of レベルのバイオメカニクス実験を通じて is concluded.合を说したtension perception メカニズムに关する新たな知见をprovided by するものである.