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細胞内におけるタンパク質の構造変化を１分子レベルかつより高感度に捉える方法として偏光FRET法を着想し、研究を進めている。本研究課題では、主にアクチンをモデル分子として、細胞内でのアクチンの構造機能相関の解析を進めてきた。アクチンの構造生物学に関して、アクチンの構造多型性が明らかにされてきた。例えば、脱重合状態から重合状態での構造変化、重合端から内部へのトレッドミルでの構造変化、さらにアクチン結合タンパクとの複合体形成における構造変化などが解かれた。さらに、コフィリンやミオシンなど一部のアクチン結合タンパクは、アクチンフィラメントに協同的に結合することがin vitroでの実験により分かっていた。しかし、このようなアクチンの構造多型性や協同性が細胞内でも起きているのか、さらに細胞内現象にどのような効果があるのか、つまりアクチンの細胞内での構造機能相関はまだよく分かっていない。そこで、偏光FRET法により、細胞内でのアクチン分子の構造状態を解析することを目指している。これまでの研究で、偏光FRET用に蛍光修飾したアクチン（pFRET-アクチン）を試作し、pFRET-アクチンを培養細胞内に導入してライブセル蛍光イメージングを行うところまで成功した。しかし、in vitroでの１分子計測からアクチンに修飾した蛍光の偏光が安定していない可能性が示唆され、これを解決すべく蛍光修飾部位や蛍光色素の再検討を行った。しかし、これらの方策では改善できず、進捗状況が遅れている。タンパク質表面上での蛍光色素の運動性を推定するためにMDシミュレーションを活用することを計画している。

【研究分担者】
矢島潤一郎	東京大学	大学院総合文化研究科	准教授	(Kakenデータベース)
道上達男	東京大学	大学院総合文化研究科	教授	(Kakenデータベース)