名古屋大学と大阪大学、長浜バイオ大学の研究グループは、細菌が持つ運動器官“べん毛モーター”において、タンパク質の一つFliGの構造動態が回転方向決定に支配的な役割を果たすことを解明した。

 細菌は、べん毛という螺旋形をした繊維状の運動器官をスクリューのように回転させることで、推進力を生み出し水中を泳いでいる。べん毛の根元には回転モーター(“べん毛モーター”)が存在し、F1マシンのエンジンの回転数に匹敵する超高速で回転するという。

 べん毛モーターが時計回りで回転すれば後退し、反時計回りで回転すれば前進することができるが、この回転方向制御においてクラッチの役割をすると考えられているのが、べん毛モーターを構成するタンパク質の一つ、FliGだ。しかし、その詳細な分子機構は解明されていなかった。

 本研究では、海洋性ビブリオ菌のFliGを用いて、回転方向制御に異常をきたす変異を遺伝子組み換え技術で導入し、FliGの構造変化と回転方向制御機構の関係を調べた。その結果、FliGの構造の中で蝶番のような役割を果たしている領域に変異が導入されると、回転方向が時計回りあるいは反時計回りに固定されることがわかった。また、FliGと相互作用するFliMタンパク質からの走化性シグナルの応答性能に異常をきたす変異が導入されると、回転方向切り替えが過度に生じてその場から進めなくなることがわかった。

 ここから、FliGの構造特性およびFliMとの相互作用が、べん毛モーターの回転方向決定と切り替えに重要な役割を担っていることが明らかとなった。この知見をもとに、生物特有の回転方向制御機構が解き明かされれば、自在に方向制御する人工ナノマシンの設計が可能となり、様々な分野に応用できると期待されている。

論文情報:【Scientific reports】Rotational direction of flagellar motor from the conformation of FliG middle domain in marine Vibrio

大阪大学

物事の本質を見極め、世界に羽ばたく。 「地域に生き世界に伸びる」ことをモットーに社会の課題に応える。

多様性を受け入れ、変化への柔軟性を発揮し、個性を貴ぶ気風。個々の優れた潜在力を活かし、「一人ひとりの真価」を「阪大の進化」に繋げていくことで大学の基盤を築いていきます。 「対話の促進」「自律性の堅持」の基本理念を特に重視し、キャンパス内で広く実行されていくこ[…]

名古屋大学

総合的かつ自主的な判断力を持つ豊かな人間性を有する人材の育成

基礎技術を「ものづくり」に結実させ、そのための仕組みや制度である「ことづくり」を構想し、数々の世界的な学術と産業を生む「ひとづくり」に努める風土と、既存の権威にとらわれない自由闊達な学風の上に、真の勇気と知性をもった未来を切り拓く人を育てます。[…]

この記事が気に入ったらおねがいします。

大学ジャーナルオンライン編集部

大学ジャーナルオンライン編集部

大学ジャーナルオンライン編集部です。
大学や教育に対する知見・関心の高い編集スタッフにより記事執筆しています。