人工膜小胞中における細胞骨格構成蛋白質の再編成によるモデル細胞の構築

人工膜囊泡中细胞骨架蛋白重排构建模型细胞

基本信息

批准号：
09878141
负责人：
瀧口金吾
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞骨格の1つであるアクチンとアクチン線維架橋蛋白質を同時に封じ込めた人工脂質膜小胞(リポソーム)を作成し、その内部でのアクチンの重合の結果生じるリポソームの形態形成を観察した。観察結果はCCDビデオカメラによって撮影記録し、リポソームおよび蛋白質の挙動は画像解析装置およびパーソナルコンピュータを用いた半自動解析装置で解析した。実験に使用したアクチン線維架橋蛋白質とそれらの機能は次の通りである。ファッシン:強固で直線的なアクチン線維の束を形成する。α-アクチニン:緩く屈曲し易いアクチン線維の束を形成する。フィラミン:アクチン線維の立体的な網目構造を形成させる。リポソームの内部でアクチンを重合させると、一緒に加えた架橋蛋白質によってアクチン線維の束やネットワークをリポソーム内部で再構成させることができた。その結果リポソームは、内部でアクチンを単独で重合させた場合とは異なる形態変化を示した。解析の結果、生じた形態変化のパターンは、アクチンと共にリポソーム内に加えたアクチン線維架橋蛋白質の種類・性質に依存しており、各々の蛋白質の加えられた濃度には依存しないことが明らかとなった。各架橋蛋白質を加えた場合の変形パターンは次の通りである。ファッシン:糸状仮足様の堅く鋭い膜突起を高頻度でリポソームに形成させる。α-アクチニン:円盤状の平坦な形態をリポソームにとらせる。極僅かに、湾曲し易い膜突起をリポソームに形成させることもある。フィラミン:いびつに膨らんだ形態をリポソームにとらせる。以上の研究結果は、生体膜の形態形成と各アクチン線維架橋蛋白質の性質との間には密接な関係があり、その結果として、細胞には異なる多くの種類のアクチン架橋蛋白質が存在し機能していることを示している。

我们创建了同时含有肌动蛋白（细胞骨架）和肌动蛋白纤维交联蛋白的人工脂质膜囊泡（脂质体），并观察了囊泡内肌动蛋白聚合产生的脂质体的形态发生。使用CCD摄像机拍摄并记录观察结果，并使用图像分析仪和使用个人计算机的半自动分析仪分析脂质体和蛋白质的行为。实验中使用的肌动蛋白纤维交联蛋白及其功能如下。肌成束蛋白：形成坚固的线性肌动蛋白纤维束。 α-肌动蛋白：形成松散且易于弯曲的肌动蛋白纤维束。细丝蛋白：形成肌动蛋白纤维的三维网络结构。当肌动蛋白在脂质体内聚合时，可以使用交联蛋白在脂质体内重组肌动蛋白纤维束和网络。结果，与肌动蛋白在脂质体内单独聚合时相比，脂质体表现出不同的形态变化。分析结果表明，发生的形态变化模式取决于与肌动蛋白一起添加到脂质体中的肌动蛋白纤维交联蛋白的类型和性质，而不取决于每种蛋白的浓度补充道。添加各交联蛋白时的变形模式如下。肌成束蛋白：高频时使脂质体形成丝状伪足状坚硬而尖锐的膜突起。 α-肌动蛋白：使脂质体呈现圆盘状扁平形状。脂质体上可能会形成非常轻微的倾向于弯曲的膜突起。细丝蛋白：导致脂质体呈现扭曲、肿胀的形状。上述研究结果表明，生物膜的形态发生与每种肌动蛋白纤维交联蛋白的性质之间存在着密切的关系，因此细胞内存在多种不同类型的肌动蛋白交联蛋白并发挥作用。表明