タンパク質はどうやって輸送されるのか

細胞の中では、核に存在するゲノムに刻まれた遺伝情報が転写・翻訳され、膨大な数のタンパク質が合成されます。これらのタンパク質は、広い細胞内で自分の持ち場に輸送され、自身の機能を発揮することで生命活動を維持しています。

郵便局も運送会社もない細胞の中で、タンパク質は何を目印にどうやって輸送されているのでしょうか。細胞の中で起きていることを自分の目で見て、タンパク質にとっての郵便局や運送会社の働く姿を解明したい！ 私の研究の出発点は、いつもこの問いにあります。

ミトコンドリアへの通り道が明らかに

ミトコンドリアは細胞の中でエネルギー産生や代謝反応を行い、発電所・工場として機能します。ミトコンドリアの中には約1,000種類のタンパク質が輸送され、それぞれ自分の持ち場で機能を発揮しています。私は、ミトコンドリアで働くタンパク質を識別し、内部へ取り込むための輸送ゲートTOM複合体について研究しています。

近年、私たちの研究グループは、タンパク質の形を分子レベルで見ることができるクライオ電子顕微鏡を用いて、TOM複合体の立体構造を解明しました。この研究によって、ミトコンドリアで働くタンパク質が輸送ゲートTOM複合体に認識され、細胞質からミトコンドリアに輸送される際の通り道が明らかになりました。

特殊な顕微鏡を用いて、１分子レベルのムービーを撮ろう

現在はさらに研究を発展させ、高速原子間力顕微鏡という特殊な顕微鏡を用いて、タンパク質が輸送ゲートTOM複合体を通って取り込まれる一部始終を１分子レベルのムービーとして撮影することに挑戦しています。タンパク質輸送への興味は止まるところを知りません。