细胞は、接着装置を介して细胞の中の力を细胞外の构造に伝えます。アクチン细胞骨格は、细胞内で力を発生しながら动くダイナミックな构造体です。接着装置は多様なタンパク质により构成されますが、动き続けるアクチン构造の动力を、どのように细胞外の构造に伝达するのかはわかっていませんでした。
山城佐和子 生命科学研究科講師、渡邊直樹 同教授らは、Dimitrios Vavylonis米国リーハイ大学教授らとの共同研究により、架橋タンパク質が流動するアクチン線維と細胞の足場（基質）の間を繋ぐ過程で、流動力に引っ張られてタンパク質の一部がほどける（アンフォールドする）ことで、流動力を足場に伝達することを明らかにしました。私たちの生活するスケールでは、動力は歯車などの固い部品によって伝達されます。一方、細胞の中では、伸縮する柔らかい分子が力を伝えていました。もしタンパク質が人間の大きさとすると、流動するアクチン線維は時速50 kmで走る電車に相当します。本研究では、タンパク質がゴム人間のように伸びながら電車を掴んで地面に力を伝える新しい力伝達様式を明らかにしました。
本研究成果は、2023年12月20日に、国際学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。
「本研究の突破口は、引っ张られてほどけながら细胞内流动と足场をつなぐタリン分子の挙动を、自分の目で见つけたことでした。连结する分子の割合が非常に少ないため、研究を始めてしばらくは、タリンを细胞内1分子イメージングしても、どのように分子が流动と足场を繋ぐのか不明でした。そこで顕微镜の时空间の解像度を上げて、『絶対に何かある！』と信じてモニターを凝视すると、撮影したばかりの生データから特徴的な挙动をする1分子シグナルを见つけました。この発见はタンパク质のメカニカル?アンフォールディングの新しい役割を提唱する重要な成果に繋がり、执念で観察することの大切さを実感しています。」
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【书誌情报】
Sawako Yamashiro, David M. Rutkowski, Kelli Ann Lynch, Ying Liu, Dimitrios Vavylonis, Naoki Watanabe (2023). Force transmission by retrograde actin flow-induced dynamic molecular stretching of Talin. Nature Communications, 14:8468.
