メラノソーム輸送速度の比較から、分子モーター細胞内運動特性の謎に迫る

黑素体运输速度的比较揭示了分子马达细胞内运动特性的奥秘

基本信息

批准号：
21K06748
负责人：
池田一穂
金额：
$ 2.75万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞内の分子や小胞、細胞小器官の多くは、細胞内物質輸送機構によって細胞内での局在が制御されている。輸送を駆動する蛋白質である分子モーターについては、その運動特性やそれに伴う分子の構造変化が多く研究されてきたが、細胞内において、多くの分子モーターがin vitro再構築系より高速に運動する理由はまだよく分かっていない。近年では、細胞内特有の分子混雑状況や非熱的な揺らぎとの関連が指摘されているが、本課題では、魚類と両生類の黒色素胞細胞(melanophore, melanocyte)を用い、メラノソーム輸送速度の違いに着目し、このような分子モーター特性の解明を目指す。本年度は、標的細胞へ分子モーターを含む輸送制御関連遺伝子(RMU(regulated motor unit))の導入と並行して、ゲノム編集の高効率化を図るため、特異的標的配列への結合を可視化するTALE及びCas9の蛍光プローブを複数作成し、結合能の検証を進めた。また、これらに加え、福島県立医大佐事博士らとの共同研究を進め、キネシン３ファミリーの1種であるKIF1Cのがん細胞中でのinvadopodia形成・伸長における挙動と制御機構を追求した。共同研究ではKIF1Cはc-Srcによるリン酸化を受けてMT結合能が活性化されることが示された。メラノソーム輸送においては、キネシン２の1種であるKIF3がメラノソーム拡散時の初期過程で一過的に活性化することが分かっており、これまでに一部のチロシン残基のリン酸化が重要であることを示唆する結果を得ている。今後は上記で得た知見を参考に、KIF3の運動特性を制御する機構に迫る。

细胞内的许多分子，囊泡和细胞器通过细胞内材料转运机制位于细胞中。在许多研究其运动特性和分子的相关结构变化的研究中，已经研究了分子运动的蛋白质，但仍然不太了解为什么许多分子电机比细胞内的体外重建系统更快地移动。近年来，有很多指出，分子充血和非细胞的非热波动与分子运动特性有关，但是在这个问题上，我们使用鱼类和两栖动物的黑色素（黑色素细胞），以专注于黑色素体传输速率的差异，旨在阐明这些物体这些物体的物体。与传输控制相关的基因（RMU（调节电动机单元））的引入，该基因（RMU（调节电动机单元））含有分子电动机到靶细胞中，以提高基因组编辑的效率，我们为故事和Cas9创建了多个荧光探针，以可视化与特定目标序列的结合，并对结合能力进行了验证。此外，我们还与福岛县医学院和其他人进行了联合研究，以追求KIF1C的行为和控制机制，KIF1C，一种驱动蛋白家族，Invadopodia形成和癌细胞中的伸长。协作研究表明，KIF1C经历C-SRC的磷酸化以激活MT结合能力。在黑色素体的转运中，KIF3是驱动蛋白2之一，在黑色素体扩散期间的初始过程中暂时激活，并获得了结果以表明某些酪氨酸残基的磷酸化很重要。将来，我们将仔细研究使用上面获得的发现来控制KIF3运动特性的机制。