細胞骨格の変形と細胞内物質輸送速度の関係性を解明～神経疾患の病理解明に新たな道筋～
ポイント
- 細胞骨格「微小管」に力学ストレスを加えられる装置を開発。
- 微小管が変形するとモータータンパク質による物質輸送速度などが変化することを発見。
- 物質輸送の阻害が関与する神経疾患などの病理解明に貢献。
概要
北海道大学大学院理学研究院のナスリン サエダ・ルバイヤ博士研究員，角五 彰准教授, 佐田和己教授，情報・システム研究機構国立遺伝学研究所の鳥澤嵩征助教，国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT）の大岩和弘主管研究員らの研究グループは，細胞骨格「微小管」に力学ストレスを加えられる装置を新たに開発しました。その装置を用い微小管に力学ストレスを加え変形させると，細胞活動の維持に必須となっている物質輸送速度などが変化することを見出しました。
力学的なストレスは，様々な細胞活動に影響を与えていることが明らかになってきています。特に，神経細胞活動と力学ストレスとの関連性は，近年急増しているパーキンソン病などの神経疾患の観点から注目されています。生理学的な研究で神経細胞の変形が細胞内物質輸送を阻害することなどはわかっていましたが，分子レベルで直接評価された例はこれまでありませんでした。
本研究では，従来のガラス基板をシリコーンゴム基板に変えることで微小管に定量的に力学ストレスを加えられるようになり，細胞内で見られるような微小管の変形を再現できるようになりました。さらに，変形した微小管に沿って移動するモータータンパク質（ダイニン）の移動速度や移動距離を評価することで，微小管の変形に応じて物質輸送が変化することを世界で初めて分子レベルで明らかにしました。
この知見は，力学的なストレスと直接関連する外傷性脳損傷（TBI）や，微小管の変形が原因とされるハンチントン病やパーキンソン病などの神経疾患の病理解明につながると期待されます。
なお，本研究成果は2020年3月5日（木）公開のACS Applied Bio Materials誌に掲載されました。
お問い合わせ先
北海道大学大学院理学研究院 准教授 角五 彰（かくごあきら）
ＴＥＬ：011-706-3474
メール：kakugo＊sci.hokudai.ac.jp（＊を＠に変更してください）
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