由中央大學的 Hiroshi Imai 助理教授和大阪大學的 Ryohei Kon 教授領導的研究小組成功地直接觀察了動力蛋白的運動,動力蛋白是一種在細胞內運輸物質的蛋白質馬達。細胞內物質運輸被認為與神經系統疾病、生長異常甚至癌症的發展有關,預計這項研究將有助於未來建立這些疾病的治療方法。
構成生物體的細胞具有複雜的物質運輸系統,可以將蛋白質和 RNA 等多種物質運送到需要的地方和時間。這個系統的核心是兩種類型的蛋白質:驅動蛋白和動力蛋白,它們扮演馬達的角色。驅動蛋白運動的機制正在原子層面上被闡明。另一方面,儘管動力蛋白的機制已經研究了半個世紀,但人們對此仍然知之甚少。動力蛋白的運動至今仍未被闡明的原因是其結構尚不清楚。近年來,使用 X 射線晶體學方法的研究揭示了冷凍狀態下動力蛋白的結構。然而,除非我們能夠捕獲在細胞內的軌道狀結構上移動的微管,否則我們不能說我們已經完全闡明了移動機制。
到目前為止,人們已經知道動力蛋白有兩條腿結構,並預測它會像在鐵軌上行走一樣移動。在這項研究中,我們首次透過使用冷凍電子顯微鏡的觀察方法成功捕捉了動力蛋白在軌道上移動的細節。這使得我們可以弄清楚兩條腿面向哪個方向以及它們如何在微管上行走。
基於這項研究結果,我們希望能夠建立針對物質運輸異常引起的各種疾病的治療方法。此外,由於它參與細胞分裂的控制,因此有可能闡明癌症的原因和治療。