鞭毛の同期振動を生み出すダイニンのフォースセンサーとしての性質

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本研究は、生体分子モーターが多数集まって協調・同期し、全体として大きな運動が生み出されるメカニズムを明らかにすることを目的としている。このため、鞭毛軸糸の波打ち運動をモデルとし、軸糸ダイニンを用いた実験系の構築を進めてきた。ところが軸糸ダイニンのリコンビナント発現系を利用した大量精製や変異体作製を進めていたところ、当初想定していたよりも難しく、現状では実験に必要な高濃度で均一な材料を得ることに成功していない。そこで、ひとまず軸糸ダイニンの代わりに細胞質ダイニンを用いて、分子モーター間の協調の仕組みを明らかにすることにした。しかし、細胞質ダイニンは軸糸ダイニンに比べて微小管へのaffinityが高く、実際の細胞内においても、多分子より少数分子で働くことが明らかになっており、協調性を調べるのには適していない。そこで、いくつかの変異体を作製し、微小管へのaffinityが低いものを選び実験に用いることにした。協調性を調べる方法として、DNAナノ構造体を利用して数を制御した状態でダイニンを配置し、複合体としての力発生を調べる。さらに、軸糸内では、ダイニンはすべて同じ向きに揃って整列していることにも注目する必要がある。向きを揃えるために、DNAナノ構造体への固定は「一点留め」ではなく「二点で固定」する方法をとる。今年度はダイニンを配置するためのDNAナノ構造体の設計や作製を進め、実際に数を制御してダイニンを並べたものを精製し、微小管との相互作用を観察した。