東北大学は，大腸菌の走化性シグナル伝達系において，シグナル伝達を担うタンパク質（CheY）の大腸菌のべん毛モータへの結合・解離が，モータの回転方向を制御することを生きた細胞の中で証明することに成功した。

大腸菌の走化性システムでは，細胞膜に埋まった走化性受容体クラスターが細胞外の刺激を認識する。細胞外刺激は，受容体クラスターで細胞内シグナル伝達タンパク質（リン酸化CheY）へと変換されて細胞内を伝わり，べん毛モータの回転方向を制御すると考えられてきたが，これまで実際に証明されていなかった。

研究では，この説を証明するために，細胞内シグナル伝達タンパク質 CheY と緑色蛍光タンパク質（Green Fluorescent Protein：GFP）の融合タンパク質（CheY-GFP）を用いて，生きた細胞内で CheY を可視化できるようにした。また CheY-GFP の発する蛍光と細胞の明視野像を同時に観察することが可能な顕微鏡システムを開発し，CheY-GFP の細胞内動態と共にべん毛モータの回転を同時に観察できるようにした。

その結果，リン酸化 CheY の結合によりモータの時計方向への回転が誘起されること，リン酸化 CheY の解離によりモータの反時計方向への回転が誘起されることが，生きた細胞の中で実際に動いているべん毛モータで証明することに成功した。

また，詳細な解析により，1）約 13 分子のリン酸化 CheY が結合すればモータの時計回転が引き起こされること，2）モーター回転方向転換時のリン酸化 CheY の結合・解離が非常に速やかなことから，リン酸化 CheY の結合・解離に協同的なメカニズムが存在する可能性があること，そして，3）反時計回転しているモータと時計回転しているモータでは，リン酸化 CheY の結合し易さが異なること，等が明らかになった。

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