由中央大學助理教授 Hiroshi Imai 和大阪大學 Takahide Kun 教授領導的一個研究小組成功地直接觀察到了在細胞內運輸物質的蛋白質馬達“動力蛋白”的運動。人們認為細胞內物質轉運與神經系統疾病、生長異常和癌症的發展有關,預計它將有助於未來這些疾病的治療方法的建立。

 構成生物體的細胞具有先進的物質運輸系統,可將蛋白質和 RNA 等多種物質運輸到需要的地方和需要的時間。這個系統的核心是兩種蛋白質,驅動蛋白和動力蛋白,它們起著馬達的作用。驅動蛋白運動的機制正在原子水平上得到闡明。另一方面,儘管動力蛋白的作用機制已經研究了半個世紀,但仍不清楚。動力蛋白的運動直到現在還不能被闡明的原因是它的結構還沒有被很好地理解。近年來,使用稱為X射線晶體結構分析的方法的研究揭示了處於停止狀態的動力蛋白的結構。然而,如果我們不能捕捉到在細胞內像鐵軌一樣伸展的微管上運動的樣子,我們就不能說我們已經完全闡明了運動的機制。
到目前為止,已知動力蛋白具有兩條腿的結構,並且預測它會像在鐵軌上行走一樣移動。在這項研究中,我們通過一種稱為低溫電子顯微鏡的觀察方法,首次成功地捕捉到了動力蛋白在軌道上移動的外觀細節。這使我們能夠弄清楚兩條腿面對的方向以及它們如何在微管上行走。

根據這項研究的結果,我們可以期待建立針對物質轉運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,它有可能闡明癌症的原因並進行治療。

資料來源:[中央大學]我可以看到在細胞內移動時移動的蛋白質“動力蛋白”的結構! — 闡明在細胞內運輸物質的分子馬達的運動機制 —

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