細胞生物学：半分裂中間体は膜分裂の機構的に異なる2つの段階を連結している
Nature 524, 7563 doi: 10.1038/nature14509
あらゆる小胞輸送は、融合と分裂によって進められる。融合と分裂はトポロジー的には逆の過程だが、同一の半融合/半分裂中間体を経て進行する。この中間体の特徴は「柄（ストーク）」で、この部分では膜の2つの区画の外側の単層だけが融合して、二層になっていない局所的な連結が形成される。半分裂中間体の形成には、膜の再編成を触媒するタンパク質からのエネルギー入力が必要だが、タンパク質のコンホメーションの再編成と半融合/分裂との関係ははっきりしていない。今回我々は、典型的な膜分裂触媒であるヒトダイナミン1のGTPアーゼサイクルの解析を行い、このサイクルが膜再編成と直接的に共役する仕組みを明らかにした。まず分子内化学架橋によって、ダイナミンにGDP・AlF4−が結合した遷移状態を安定化した。GTPがない状態で、この配座異性体は安定な半分裂状態を作り出すが、GTPが存在する場合でも、完全な分裂にまでは進めなかった。さらなる解析により、膜に挿入された状態で固定されたプレクストリン相同ドメイン（PHD）が、半分裂を促進することが分かった。ダイナミン活性の第2のモードでは、GTP加水分解のエネルギーを使い、ダイナミンの解体と共役してPHDが作るくさびが協調的に消失するために、半分裂中間体が不安定化して完全な分裂へと進行する。分子シミュレーションによって、ダイナミンの作用に2つのモードがあることが裏付けられ、半分裂と完全分裂の変換の推進力がそれぞれ、主として（完全にではないが）放射状に働く力と軸方向に働く力であることが示された。このような2つのモードによる方式は、融合反応とよく似ており、漏出を起こさない膜再編成の一般的な枠組みなのかもしれない。
