ミオシン側の新規筋収縮制御機構に着目した、反動動作におけるクロスブリッジ動態解明

阐明反冲运动过程中的跨桥动力学，重点关注肌球蛋白侧的新型肌肉收缩控制机制

基本信息

批准号：
20KK0358
负责人：
福谷充輝
金额：
$ 8.99万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021 至 2023
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20KK0358/
关键词：
ミオシンアクチンミオシン制御軽鎖蛍光標識 super relaxed state

项目摘要

本年度は、キングス・カレッジ・ロンドンに滞在し、本プログラムの核となる実験を行った。本プログラムの最終目的は、ダイナミックな動作時、特に伸張性収縮時におけるミオシンヘッドの角度を計測することである。この目的を達成するために、ミオシンのヘッド部分 (ミオシン制御軽鎖の特定の場所) にbifunctional sulforhodamine probeと呼ばれる蛍光物質を付着させたミオシン制御軽鎖を作成した。これを、ウサギの大腰筋から採取した単一の筋細胞のミオシン制御軽鎖と入れ替えることで、蛍光物質を含んだ単一の筋細胞内を作成した。この単一の筋細胞を力学計測装置にセットした。この筋細胞に偏光したレーザーを照射し、蛍光物質を励起させた。ミオシン制御軽鎖の特定の場所に貼付したbifunctional sulforhodamine probe (正負の同じ大きさの単極子をわずかに離れた位置に貼付したもの) と偏光したレーザーが平行であれば最大の励起が得られ、垂直であれば励起しないという特性を利用することで、得られた蛍光強度の強さから、ミオシン制御軽鎖、すなわちミオシンヘッドの角度が計測出するというものである。計測は、単一の筋細胞を均一に収縮させるため、まずは低温状態でカルシウムイオンを添加しアクチンフィラメント側の収縮抑制機構 (トロポミオシンによるアクチンとミオシンの相互作用の阻害) を解除させ、その状態で温度を急激に生理的環境に近い温度 (27度) に上昇させることで筋収縮を誘発した。この計測を実施したことが2022年度の実績である。

今年，我住在伦敦国王学院，并为该计划进行了核心实验。该程序的最终目的是在动态操作过程中测量肌球蛋白头的角度，尤其是在弹力收缩期间。为了实现这一目标，创建了一个肌球蛋白控制的轻链，它是使用荧光物质，称为肌球蛋白头部（肌球蛋白控制轻链的特定位置）的荧光物质。这被从PSOAS主要兔子收集的单个肌肉细胞的肌球蛋白控制的轻链取代，从而产生了一个含有荧光物质的单个肌肉细胞。该单个肌肉细胞被放置在机械测量装置中。用极化激光照射肌肉细胞，以激发荧光材料。 By taking advantage of the characteristic that the bifunctional sulforhodamine probe (a monopole of the same size, positive and negative, is attached to a specific location of the myosin-controlled light chain) and the polarized laser is parallel to the same parallel laser, and that is not excitation when it is vertical, the angle of the myosin-controlled light chain, that is, the myosin head, is measured from the intensity of获得的荧光强度。为了统一收缩单个肌肉细胞，通过首先在低温下添加钙离子来释放肌动蛋白细丝侧的收缩抑制机制（抑制肌动蛋白与肌球蛋白之间的相互作用），然后快速将温度迅速增加至物理环境（27度），以释放肌动蛋白和肌球蛋白之间的相互作用，从而进行测量。这项测量是在2022财政年度进行的。