京都大学 均匀分布的驱动蛋白使研究人员能够观察它们是如何一起工作来运输微管的
学分:科学图形 身体运动，从手臂上的肌肉到将这些信号传输到大脑的神经元，都依赖于大量被称为分子马达的蛋白质集合
从根本上说，分子马达是将化学能转化为机械运动的蛋白质，根据它们的任务有不同的功能
然而，因为它们很小，这些分子相互协调的确切机制还不太清楚
发表在《科学进展》杂志上的京都大学工程学院发现，两种驱动蛋白分子马达具有不同的协调特性
通过与国家信息与通信技术研究所(NICT)的合作，该团队开发了一种新工具，可以将单个电机停放在比单个电池小几千倍的平台上，从而使这一发现成为可能
驱动蛋白是一种运动蛋白，参与细胞分裂、肌肉收缩和鞭毛运动等活动
它们沿着这些被称为微管的长蛋白质丝移动，”第一作者太保·卡内科解释说
“在体内，驱动蛋白作为一个团队在细胞内运输大分子，或者让细胞自身移动
" 为了密切观察这种协调，该团队构建了一个由一系列直径为50纳米、间距为200到1000纳米的金纳米柱组成的装置
作为参考，皮肤细胞的直径约为30微米或30，000纳米
“然后我们将这个阵列与自组装单层结合，在每个纳米柱上固定一个驱动蛋白分子，”Kaneko继续说
“这种运动蛋白的‘纳米模式’方法使我们能够控制驱动蛋白的数量和间距，从而使我们能够精确计算它们如何运输微管
" 研究小组评估了两种驱动蛋白:驱动蛋白-1和驱动蛋白-14，它们分别参与细胞间运输和细胞分裂
他们的结果表明，在驱动蛋白-1的情况下，分子的数量和间距都不会改变微管的运输速度
相反，驱动蛋白-14随着细丝上马达数量的增加而降低运输速度，但是随着马达间距的增加而增加
结果表明，当驱动蛋白-1分子独立工作时，驱动蛋白-14相互作用以调节运输速度
领导该团队的横川龙治对结果感到惊讶，“在我们开始这项研究之前，我们认为更多的马达导致更快的运输和更大的力量
但是像生物学中的大多数事情一样，事情很少这么简单
" 该团队将使用他们新的纳米图案化方法来研究其他驱动蛋白和不同分子马达的机制
“人类有40多种驱动蛋白以及两种其他类型的分子马达，称为肌球蛋白和动力蛋白
我们甚至可以修改我们的阵列来研究这些马达如何在密度梯度中工作
横川家康总结道:“我们的研究结果和这个新工具肯定会扩大我们对所有生命的基本细胞过程的理解。”
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