ATP存在下のpf18株では、15℃において赤道方向の小角領域のピーク（~70nm, ~35nm）がわずかに広角側にシフトした。 この条件では、pf18軸糸に屈曲は生じず、まっすぐな形状を保持している。このことから、観察されたピークシフトは軸糸の屈曲状態の変化に由来するものではなく、直径変化によって生じた可能性が高いと考えられた。軸糸が真円の断面を持つとして、これら２つのピークの分布から直径の大きさを見積もり、野生株とpf18株の値を比較した。5-15℃における直径は25℃の場合に比べて小さくなり、さらに温度を下げると（2℃）ふたたび25℃と同程度になった。高圧負荷実験において、2℃における細胞の運動性は5-15℃の時に比べて低下することから（八木、未発表データ）、pf18株の運動性と軸糸の直径変化には一定の相関があることが示唆された。 
 以上のことから、軸糸の直径変化により、非運動性株に鞭毛運動が誘発された可能性が考えられた。25℃と5-15℃の場合を比較すると、検出された変化は１％とわずかである。25℃の軸糸直径を180nm程度であるとすると、5-15℃の直径がその分小さくなることになる。その場合、周囲に配置された9本の微小管間の距離は0.6nm程度小さくなる。規則正しく屈曲を生み出す鞭毛では、隣り合う微小管間の距離は適切に規定され、その距離が長くなっても短くなっても滑りは生じないと考えられる。20nm程度の大きさをもつダイニン分子において、微小管とダイニン間の距離が0.6nm変化することによりそのモーター活性がコントロールされる可能性がある。低温では野生株鞭毛の屈曲振幅は大きくなる(八木、未発表データ)。その強い屈曲が生じている領域では、活性化されたダイニンの数が増えているはずである。低温条件で見られる軸糸直径変化、すなわち、微小管・ダイニン間の距離の変化は、中心小管の欠失によって減少した活性化ダイニンの数を増やし、その結果、変異株鞭毛に屈曲運動を誘導する可能性が考えられる。ダイニンと微小管の間の距離により鞭毛運動が制御されるというモデルは過去にも提出されている。本研究の結果はそれを支持するものである。今後、野生株とpf18株の軸糸直径の差を調べるなどの実験を通じて、本研究の結果を検証していきたい。

カテゴリ: 物理
質問: 25℃の軸糸直径を180nm程度であるとすると、5-15℃の直径は、何nm程度小さくなりますか。
回答: 25℃と5-15℃の場合を比較すると、検出された変化は1％程度であるため、180×1%=1.8より、5-15℃の直径は1.8nm程度小さくなります。