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生物物理:微小管の脱重合による力の発生

Nature 438, 7066 doi: 10.1038/nature04132

微小管(MT)は真核細胞の細胞骨格の重要な構成要素であり、細胞の形と運動だけでなく有糸分裂時の染色体を含む細胞器官の運動にも寄与している。MTはそのような運動の多くを引き起こすモーター酵素を結合しているが、MT自身の動的変化も細胞器官の運動を助けている。個々のMT重合体は、機械的仕事に利用可能な化学エネルギーを蓄えているが、このエネルギーが運動に変換される仕組みはわかっていない。今回我々は、ビオチン−アビジンのような強い不活性結合でガラスの微小ビーズをチューブリン重合体に結合させ、脱重合中のMTがビーズを短くぐいっと引っ張ることをレーザーピンセットによる測定で示した。MTの構造と力発生の分子機械モデルによってこれらの相互作用を解析したところ、脱重合中の1本のMTはモーター酵素が生み出す力の10倍の力を発生することがわかった。したがって、この機構は染色体運動の主要な駆動力だと考えられる。今回用いた簡単なカプラー(coupler)によってさえMTの脱重合が遅くなったことから、in vivoでは生理的なカプラーがMTの動的変化を調節していると見られる。

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