Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

筋原線維 / 顕微操作 / 自発的振動収縮 / 筋フィラメント / 筋収縮 / ゲルゾリン / アクチン / βーアクチニン / 収縮系の再構築 / ミオシンフィラメント / アクチンフィラメント / 微量調節タンパク質

今年度の成果の第一は、直径1ー2μmの単一筋原線維や直径数μmの筋原線維束を顕微操作できるようになったことである。総合倍率400ー600倍の倒立位相差顕微鏡下で、液交換できるようにした自作の薄いセルの中で、2本のガラス針に筋原線維の両端を引っかける。ガラス針の一方を細くして、その曲がりの程度から発生張力を見積る。その結果、SPOCとよぶ自発的振動収縮の条件下で、筋原線維が弱いながらも張力を発生し、振動することが分かった。さらに、このようなことが可能になったために、筋フィラメントを精度よく解体できるようになり、しかも再構築が容急になり、同時にその収縮特性をも検討できるようになった。予備実験として、太いフィラメントを両端溶解した後のSPOC(フィラメント長が半分になっても振動する)や、ゲルゾリン処理法によって細いフィラメントを選択除去し、その後精製アクチンを加えて細いフィラメントを再構成した筋原線維の発生張力などを検討した。
ところで、本研究のテ-マの一つである、細いフィラメントの自由(P)端に結合しているはずのβーアクチニンについては、その発見者の丸山工作氏(千葉大、理)自身によって、P端ではなくB端キャップである可能性が強く示唆されたことによって、現在ほとんど白紙に近い状態になってしまった。つまりこれまでβーアクタニンといわれてきた35kDと31kDの2量体は、B端キャップであるということである。しかし我々は既に、独自の方法で、少なくとP端キャップが存在することを示している。また我々は、ゲルゾリン処理法によって細いフィラメントの自由端を単離し、この分画に35kDと31kDの成分がほぼ等量存在することを確認した。(船津等)が、P端キャップの同定のためには、今まで以上により詳細な検討が必要であることが判明した。

筋収縮 / 筋原線維 / 振動収縮 / 位相差顕微鏡 / 自発的振動収縮 / ATP

今年度は, 我々が数年前に発見しSPOCと呼ぶことにした, 筋原線維(骨格筋)の自発的振動収縮現象を定量的に解析する方法を確立した上で, SPOCを生じさせる条件を様々に検討すること, そしてSPOCの本質面を理解することを第1の目標とした. 未だ十分な解明はなされていないが, 研究成果を個条書にする.
1.テレビカメラーパソコン接続によりSPOCの振動波形等の解析, その表示法等, そのためのソフトを改良した. その結果, 波形, その相関関数等を迅速に求めることが出来るようになった.
2.アクト・ミオシンからなる収縮要素と, 並列弾性要素が粘性溶媒に浸っているという力学モデルによって, SPOCの一部の性質を理解することができた. 筋原線維の両端部での弾性要素の役割が無視しえないものである.
3.筋原線維のSPOC条件下でのATPaseを測定した. 筋原線維の懸濁液を用いた場合には, 収縮条件下と比べて幾分低い活性を示した. しかし, 懸濁液の場合には, 筋原線維の両端は固定されていないため, SPOC状態でのATPaseを測定したことにはなっていない. 光学顕微鏡下でSPOCをしている際の活性は, 測定が困難であるが, 予備的な実験によれば, 両端未固定の場合と比べて高いようである. この点は今後検討すべき重要な点である.
4.筋原線維調製時のトロポニンの遊離(あるとしてもわずか)とSPOCが関連している可能性が懸念されたが, 精製トロポニンの添加によってSPOCに何も変化はなかった. ただしトロポニンに混在していた微量のミオキナーゼの作用がみられた.
5.心筋についてもSPOCを解析した. 拍動数の低い牛の場合には, SPOCの周波数も非常に低かった.