ウニ精子鞭毛運動におけるダイニン分子の挙動とその制御機構の解明

阐明动力蛋白分子在海胆精子鞭毛运动中的行为及其控制机制

基本信息

批准号：
10175210
负责人：
真行寺千佳子
金额：
$ 1.15万
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 on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10175210/
关键词：
鞭毛運動ダイニン滑り運動力発生振動 1分子計測ウニ精子

项目摘要

細胞運動の多くは,モーター蛋白質が起こす滑り運動を原動力とする.滑り運動は,化学エネルギーを機械的エネルギーに変換することにより起こるが,このときモーター蛋白質がどのように力を発生し,力発生がどのように制御される結果,細胞の運動につながるかについては明らかにされていない.本研究では,ウニ精子鞭毛におけるダイニンに着目し,その分子レベルの機能を,新しい生理学的アプローチを用いて,制御機構との関連のもとに解明することを目指した.滑りの制御機構はin vitro系では普通失われてしまう.本研究の代表者は,エラスターゼを用いることにより,ある程度制御機構を保持したままで滑り運動を起こさせる系を開発した.そこで,この系を応用することにより,上記目的を達成することを目指した.鞭毛膜を抽出後断片化した軸糸をcagedATPとともにチェンバーに入れ,エラスターゼ処理後顕微鏡下で,UV-flashによりcagedATPを光分解して滑りを起こさせダブレット微小管1本になるようにした.このダブレットに重合微小管にビーズをつけたもの作用させ,再び光分解によりATPを放出させてダイニンによる力の発生を光ピンセット法にnm計測の技術を組み合わせて測定した.その結果,ダイニン1個の腕あたり約6pNの力発生があることが解った.この力発生に伴い,力の振動が観察され,その振動は0.75mM ATP付近では約72HzでATP濃度の低下とともに減少した.ダブレット上のダイニンのうちの外腕を抽出しない腕のみにした場合にも測定を行った.その結果,やはり1分子あたり約6pNの力を発生し,力の振動も見られた.したがって,ダイニン1分子の振動は少なくとも内腕によってい引き起こされるらしいことがわかった.

大多数细胞运动是由电动蛋白引起的滑动运动驱动的。当化学能转化为机械能时，就会发生滑动运动，但是尚不清楚运动蛋白如何产生力以及如何控制力，从而导致细胞运动。在这项研究中，我们专注于海胆精子鞭毛中的动力蛋白，旨在使用新的生理方法阐明其与调节机制有关的分子功能。滑动控制的机制通常在体外系统中丢失。这项研究的代表开发了一个系统，该系统在一定程度上保留控制机制的同时导致滑动运动。因此，通过应用该系统，实现了上述目标。提取鞭毛膜后，将碎裂的轴向螺纹与CagedATP一起放在腔室中，在弹性酶处理下，在显微镜下通过UV-Flash将塞格达普（CageDatp）在显微镜下将其光解会引起滑动，从而使其成为单个Doublet Miltotule。该双线串在聚合微管上被串联，ATP再次通过光解释放，并使用光学镊子方法和NM测量技术测量动力蛋白的产生力。结果，发现每臂动力蛋白的力量大约有6点。在这种力产生的情况下，观察到力振动，振动为0.75mm。 ATP的浓度在ATP附近约72Hz时降低。当未提取双蛋白的外臂的外臂未提取时，我们还测量了结果。结果，每个分子产生了约6pn的力，还观察到了力振动。因此，发现一个动力蛋白分子的振动至少是由内臂引起的。