나고야 대학과 오사카 대학, 나가하마 바이오 대학의 연구 그룹은 박테리아가 가진 운동 기관 "편모 모터"에서 단백질 중 하나 FliG의 구조 동태가 회전 방향 결정에 지배적인 역할을 한다는 것을 밝혔다 .
세균은 편모라고 하는 나선형을 한 섬유상의 운동 기관을 스크류와 같이 회전시킴으로써 추진력을 만들어 내고 수중을 수영하고 있다.편모의 근원에는 회전 모터(“편모 모터”)가 존재해, F1 머신의 엔진의 회전수에 필적하는 초고속으로 회전한다고 한다.
편모 모터가 시계 방향으로 회전하면 후퇴하고, 반 시계 방향으로 회전하면 전진할 수 있지만, 이 회전 방향 제어에 있어서 클러치의 역할을 한다고 생각되고 있는 것이, 편모 모터를 구성하는 단백질 중 하나인 FliG다.그러나 그 상세한 분자 메커니즘은 밝혀지지 않았다.
본 연구에서는, 해양성 비브리오균의 FliG를 이용하여, 회전 방향 제어에 이상을 초래하는 변이를 유전자 재조합 기술로 도입하여, FliG의 구조 변화와 회전 방향 제어 기구의 관계를 조사했다.그 결과, FliG의 구조에서 경첩과 같은 역할을 하는 영역에 변이가 도입되면, 회전 방향이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 고정되는 것을 알 수 있었다.또, FliG와 상호작용하는 FliM 단백질로부터의 주화성 시그널의 응답 성능에 이상을 초래하는 변이가 도입되면, 회전 방향 전환이 과도하게 생겨 그 자리에서 진행되지 않게 되는 것을 알 수 있었다.
여기에서, FliG의 구조 특성 및 FliM과의 상호작용이 편모 모터의 회전 방향 결정과 전환에 중요한 역할을 담당하고 있는 것이 밝혀졌다.이 지견을 바탕으로, 생물 특유의 회전 방향 제어 기구가 밝혀지면, 자유자재로 방향 제어하는 인공 나노 머신의 설계가 가능해지고, 다양한 분야에 응용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
