分子モーターによる秩序形成の原理を解明

~細胞内の「秩序」が生まれる仕組みを発見~

先導物質化学研究所
森 俊文 准教授

概要

千葉大学大学院理学研究院の原口武士助教、伊藤光二教授、京都大学大学院工学研究科の井上康博教授、九州大学先導物質化学研究所の森俊文准教授、大阪大学大学院理学研究科の松野健治教授らの研究グループは、細胞内のタンパク質が、特別な設計図や指令がなくても、自ら秩序だった構造を作り出す仕組みを明らかにしました。またその仕組みとして、分子モーター (ミオシンCcXI)注1)とアクチン注2)という2種類のタンパク質の相互作用だけで、アクチンが自律的に集まり、一方向に回転し続けるリング状の秩序構造が自律的に形成されることを示しました (図1、および巻末の二次元コードより顕微鏡動画を視聴可能)。これは、細胞内に見られる秩序やキラリティ(左右非対称性)が、ある種の分子モーターの働きを起点として、自然に生じ得ることを示しています。本研究により、生命の形や左右非対称性がどのように作られるのかという根源的な問いに答えるだけでなく、自律的に動くバイオマテリアルの設計など、医療、エネルギー、電子機器の分野において重要なナノテクノロジーへの応用も期待されます。

本研究成果は、2026年1月28日(日本時間1月29日)に米国科学誌Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)で公開されました。

用語解説

注1)分子モーター (ミオシンCcXI)
ATP加水分解のエネルギーを使って運動するタンパク質。並進運動するモータータンパク質としてミオシン、ダイニン、キネシン、回転運動するモータータンパク質としてF型ATPase, V型ATPaseなどがある。このうち、アクチン上を運動するタンパク質をミオシンと呼ぶ。ミオシンCcXIは、高速運動するミオシンとして知られており、生物界で最速のミオシンであるミオシンCbXI-1参考文献1)のパラログである。

注2)アクチン
細胞骨格を構成する主要なタンパク質の一つ。重合してアクチン繊維を形成し、分子モーターと相互作用することで、細胞内の構造形成や運動に関与する。

参考文献1

2022年2月21日公開プレスリリース「生物界で最速のミオシンの発見とその構造解析に成功」

詳細

本件の詳細についてはこちら

関連動画

本研究で観察されたアクチン繊維の自律的な回転運動(顕微鏡動画)を以下のURLもしくは二次元コードより、ご覧いただけます。
動画URL:https://www.youtube.com/watch?v=y5vGEL7MtM0

お問い合わせ先

先導物質化学研究所 森 俊文 准教授

抗体全体のかたちと機能の鍵となるヒンジ領域

4000万年前の地球磁場で“前例なき長期反転”を新発見

関連記事

  1. 透過電子顕微鏡によるナノ粒子焼結を4次元で初計測…

    ~ ものづくりのDX化促進による開発コストの削減に期待 ~ ポイ…

  2. 世界最高レベルの活性を持つ燃料電池用メタルフリー…

    ~世界最高レベルの活性を持つ燃料電池用メタルフリー正極触媒の開発に成功~…

  3. 重力応答と光合成・成長は同じ遺伝子「ISSUNB…

    〜水中から陸上へ、5億年前のコケ植物の挑戦を支えたAP2/ERF転写因子~…

  4. 「2023年度稲盛科学研究機構(InaRIS: …

    「(InaRIS: Inamori Research Institute f…

  5. 材料の界面歪みとプロトン伝導度を関連づける定量モ…

    ~世界初!プロトン伝導性セラミックス燃料電池のさらなる高性能化へ期待~…

  6. 《2/20開催》【ご案内】ストラテジックデザイン…

    「越境するデザイン・ストラテジー・アントレプレナーシップ」九…

  7. 【12/6開催】きゅうおき勉強会「あなたの研究が…

    ~農林水産物・食品の輸出拡大と革新的な社会的価値の創出を目指す研究の場~…

  8. 【5/14開催】データ駆動イノベーション推進本部…

    ~テーマ:「移動困難者の回遊・交流・社会参加を実現する公共空間マネジメント…