筋収縮系における細いフィラメントの再構築と構造機能操作

肌肉收缩系统中细丝的重组和结构功能操纵

基本信息

批准号：
07680728
负责人：
石渡信一
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

これまで骨格筋・心筋収縮系において、アクチンフィラメント(FA)切断蛋白質ゲルゾリンを用いて選択的に細い(アクチン)フィラメントを切断除去し、収縮機能を失ったFA除去筋モデルを出発点にして、これに適当な環境下で精製アクチンを加えて細いフィラメントの構造と機能とを再構築することを試みてきた。この試みは、特に心筋収縮系で成功し、最終的に、張力が平均で元のものの1.3倍にも達するという結果を得た。しかも、電子顕微鏡観察によって確かに細いフィラメントが再構築されており、その平均の長さがもとのものよりも長くなっていることが確認された。平均1.3倍の張力増強は、この再構成アクチンフィラメントの長さによってほぼ説明されるが、ある場合には2倍以上の張力増強が見られるので、未知の張力抑制因子を再構成しきれていない可能性も残されている。そこで心筋線維に存在する微量蛋白質についてこのような機能がないか検索した。今のところこれを支持する結果は得られていないが、今後さらに検討したい。ところで、これらの心筋収縮系の研究は、直径数十μmの心筋筋線維の束を用いて行われてきたが、光学顕微鏡下での構造解析研究を可能にするためには、直径数μmの心筋筋原線維を用いる必要がある。そこで試料調製法を工夫した結果、顕微操作・解析可能な心筋筋原線維が得られるようになった。これを用いて、心筋収縮系におけるコネクチンの弾性に関する研究(ゲルゾリン処理筋を含めて)を顕微鏡下で行った。再構成実験に適した筋収縮系としては、遅筋(赤筋)や飛翔筋が考えられるが、予備的実験では有望であり、研究目的によって使い分けるのも面白いと思われる。本研究を通じて、このFA除去筋収縮系とその再構成系が、細いフィラメントの構造と機能を研究する上で今後ともユニークな実験系として重用されるであろうことが確認された。

到目前为止，我们已经使用肌动蛋白丝（FA）切割蛋白凝溶胶蛋白来选择性地切割和去除骨骼肌/心肌收缩系统中的细（肌动蛋白）丝，并使用已经失去收缩功能的FA耗尽的肌肉模型作为起始材料。我们试图通过在适当的条件下添加纯化的肌动蛋白来重建细丝的结构和功能。这个实验在心肌收缩系统上尤其成功，最终的结果是张力平均达到了原来的1.3倍。而且，电子显微镜证实细丝确实被重建了，而且它们的平均长度比原来的更长。张力平均增加1.3倍很大程度上是由这种重建的肌动蛋白丝的长度来解释的，但在某些情况下张力增强超过2倍，表明未知的张力抑制因子尚未完全重建的可能性。遗迹。因此，我们在心肌纤维中存在的微量蛋白中寻找此类功能。到目前为止，我们还没有得到任何支持这一点的结果，但我们希望在未来进一步研究这一点。顺便说一句，这些关于心肌收缩系统的研究是使用直径为几十微米的心肌纤维束进行的，但是为了能够在光学显微镜下进行结构分析研究，有必要使用心肌原纤维。通过设计样品制备方法，可以获得可进行显微操作和分析的心肌肌原纤维。利用这一点，我们在显微镜下研究了心肌收缩系统（包括用凝溶胶蛋白处理的肌肉）中连接蛋白的弹性。慢肌（红肌）和飞行肌被认为是适合重建实验的肌肉收缩系统，但它们在初步实验中很有前景，并且根据研究目的不同地使用它们将很有趣。通过这项研究，证实了这种去除FA的肌肉收缩系统及其重建系统将继续作为研究细丝结构和功能的独特实验系统。