ダイニン障害のあるラット精子鞭毛のカウンターベンド現象と、インタードゥブレットの弾力性について明らかにすること

50ママのメタバナデートナトリウムと0.1 mM ATPでダイニンモーターを無効にすることにより受動的にレンダリングされたラットの精子は、課された曲げに対する興味深い反応を示します。近位鞭毛がマイクロプローブで曲がっている場合、プローブ接触点の遠位にある鞭毛​​の部分は、課されたベンドの反対側の方向に曲がりを発達させます。この「カウンターベンド」は、単純な弾性ビームと互換性がありません。それは、鞭毛構造のスライド尿細管モデルによって十分に説明できますが、軸索の外側ダブレットの間に永久的な弾性接続がある場合のみです。カウンターベンドの曲げトルクに寄与する弾性成分は、課された曲げ後に新しい平衡位置にリセットされませんが、プローブからの解放後に鞭毛をほぼまっすぐまたはわずかに湾曲した最終位置に戻します。これは、モバイルではなく固定された添付ファイルに基づいていることを示唆しています。また、エラスターゼまたはトリプシン消化によって破壊され、タンパク質の結合に依存していることを確認します。弾力性が96 nm間隔で繰り返されるネクシンリンクに起因するという仮定を採用すると、各リンクの範囲の見かけの弾力性が1.6〜10 x 10（-5）n/mの範囲であることがわかります。ただし、弾力性は非線形であり、フックの法則に従わないが、ストレッチの増加とともに減少するように見えます。さらに、責任ある弾力性要素は、観測されたカウンターベンド形成を説明するために、破損することなく10倍以上の休息長に伸びることができなければなりません。何らかのタイプのタンパク質の展開によって生じる弾力性は、観察される復元力の極端な能力と非線形特性の両方と一致する唯一の実行可能な説明である可能性があります。

Rat sperm that have been rendered passive by disabling the dynein motors with 50 muM sodium metavanadate and 0.1 mM ATP exhibit an interesting response to imposed bending. When the proximal flagellum is bent with a microprobe, the portion of the flagellum distal to the probe contact point develops a bend in the direction opposite the imposed bend. This "counterbend" is not compatible with a simple elastic beam. It can be satisfactorily explained by the sliding tubule model of flagellar structure but only if there are permanent elastic connections between the outer doublets of the axoneme. The elastic component that contributes the bending torque for the counterbend does not reset to a new equilibrium position after an imposed bend but returns the flagellum to a nearly straight or slightly curved final position after release from the probe. This suggests it is based on fixed, rather than mobile, attachments. It is also disrupted by elastase or trypsin digestion, confirming that it is dependent on a protein linkage. Adopting the assumption that the elasticity is attributed to the nexin links that repeat at 96 nm intervals, we find an apparent elasticity for each link that ranges from 1.6 to 10 x 10(-5) N/m. However, the elasticity is nonlinear and does not follow Hooke's law but appears to decrease with increased stretch. In addition, the responsible elastic elements must be able to stretch to more than 10 times their resting length without breakage to account for the observed counterbend formation. Elasticity created by some type of protein unfolding may be the only viable explanation consistent with both the extreme capacity for extension and the nonlinear character of the restoring force that is observed.