マサチューセッツ工科大学（MIT）のエンジニアチームは、細胞内の小さなタンパク質が歩くのに必要な力を生成する方法を発見しました。この発見は、癌や免疫障害など、細胞の動きに影響を与える疾患を治療する新しい方法につながる可能性があります。
ミオシンと呼ばれるタンパク質は、化学エネルギーを機械的エネルギーに変換する運動タンパク質です。彼らは、細胞の細胞骨格を形成する長くて薄い繊維であるアクチンフィラメントに結合することによってこれを行います。ミオシンがアクチンに結合すると、彼らは立体構造の変化を起こし、アクチンフィラメントをそれらに向かって引っ張ります。これにより、セルが移動できる力が生成されます。
MITチームは、機械工学のJames Spudich教授が率い、実験的手法と計算技術の組み合わせを使用して、ミオシンが力を生成する方法を研究しました。彼らは、力がミオシンヘッドの小さく積極的に帯電した領域によって生成されることを発見しました。この領域は、アクチンフィラメント上の負に帯電した残基と相互作用し、アクチンフィラメントをミオシンに向ける静電的引力を作成します。
チームはまた、ミオシンによって生成された力がカルモジュリンと呼ばれる小さなタンパク質によって規制されていることを発見しました。カルモジュリンはミオシンに結合し、その立体構造を変化させ、ミオシンとアクチンの間の静電相互作用の強度に影響します。これにより、細胞はミオシンによって生成された力を制御し、その動きを微調整できます。
MITチームの調査結果は、細胞の動きに影響を与える疾患を治療する新しい方法につながる可能性があります。たとえば、ミオシンとアクチンの間の静電相互作用を標的とする薬物は、がん細胞または健康な組織を攻撃している免疫細胞の細胞移動を阻害するために使用できます。逆に、ミオシンとアクチンの間の静電相互作用を促進する薬物は、筋ジストロフィーなどの疾患の細胞運動を改善するために使用できます。
「私たちの調査結果は、ミオシンが力を生成する方法についての新しい理解を提供します」とSpudich氏は言います。 「この知識は、細胞の動きに影響を与えるさまざまな病気の新しい治療につながる可能性があります。」
チームの調査結果は、Nature Structural＆Molecular Biology誌に掲載されました。
