2019年4月 - 2022年3月
ダイナミンの新規分子マシナリーによる細胞骨格と膜のダイナミクス制御の連携機構
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
ダイナミンによる微小管制御について、ダイナミン1が腎糸球体ポドサイトの一次突起に微小管と共局在し、ポドサイトの突起形成や細胞形態の安定化に必要であることを明らかにした。さらにin vitro再構成系により、コムギ無細胞タンパク合成系にて調製したダイナミン1が微小管を束化することを見出した。
ダイナミンによるアクチン制御機構解明のために、in vitroでダイナミン1によるアクチン線維束の超微構造を電子顕微鏡により観察した。その結果、アクチン線維束周囲にダイナミンがらせん状に重合すること、らせん状重合体の外側にもアクチン線維が結合することを見出した。ダイナミン2についても同様の結果を得たが、ダイナミン1に比べ、アクチン線維束との親和性と線維束活性がより高いことが判明した。
ダイナミンはリポゾームと反応するとリポゾーム膜をチューブ状に変形させその周囲にせん状に重合するが、さらにアクチン線維を加えるとアクチン線維がチューブに沿って結合した。これによりダイナミンが膜とアクチン線維とをリンクさせることが明らかになった。
骨格筋細胞のT管形成におけるダイナミンの機能を解明するために、培養筋芽細胞にダイナミン2をBAR タンパクBIN1と共発現させ、T管様構造の形成と動態に対する影響を調べた。野生型ダイナミン2はBIN1との結合を介してそのGTPアーゼ活性が抑制され、BIN1により形成されるT管様構造を安定化させた。一方、遺伝性筋疾患中心核ミオパチー(CNM)の変異を導入したダイナミン2はGTPアーゼ活性を上昇させ、T管様構造形成を減少させた。以上より、ダイナミン2がT管形成維持に必要であり、CNM変異によるT管形成維持の不全がCNMの分子病態機序である可能性を示した。
ダイナミンによるアクチン制御機構解明のために、in vitroでダイナミン1によるアクチン線維束の超微構造を電子顕微鏡により観察した。その結果、アクチン線維束周囲にダイナミンがらせん状に重合すること、らせん状重合体の外側にもアクチン線維が結合することを見出した。ダイナミン2についても同様の結果を得たが、ダイナミン1に比べ、アクチン線維束との親和性と線維束活性がより高いことが判明した。
ダイナミンはリポゾームと反応するとリポゾーム膜をチューブ状に変形させその周囲にせん状に重合するが、さらにアクチン線維を加えるとアクチン線維がチューブに沿って結合した。これによりダイナミンが膜とアクチン線維とをリンクさせることが明らかになった。
骨格筋細胞のT管形成におけるダイナミンの機能を解明するために、培養筋芽細胞にダイナミン2をBAR タンパクBIN1と共発現させ、T管様構造の形成と動態に対する影響を調べた。野生型ダイナミン2はBIN1との結合を介してそのGTPアーゼ活性が抑制され、BIN1により形成されるT管様構造を安定化させた。一方、遺伝性筋疾患中心核ミオパチー(CNM)の変異を導入したダイナミン2はGTPアーゼ活性を上昇させ、T管様構造形成を減少させた。以上より、ダイナミン2がT管形成維持に必要であり、CNM変異によるT管形成維持の不全がCNMの分子病態機序である可能性を示した。
- ID情報
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- 課題番号 : 19H03225
- 体系的課題番号 : JP19H03225