リポソーム内タンパク質合成による自立的膜融合

• Project/Area Number: 15657035
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biophysics
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 四方 哲也 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (00222399)
• Project Period (FY): 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2003: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
• Keywords: リポソーム / 膜融合 / 無細胞タンパク質合成系 / メリチン / セルソータ / 始原細胞

Research Abstract

始原細胞の膜融合による捕食の可能性について、実験的にアプローチした。具体的には、エサとなるリポソームと捕食するリポソームを用意する。捕食するリポソームには融合タンパク質であるメリチンの遺伝子と無細胞タンパク質合成系を封入しておく。エサとなるリポソームにはATPなどを封入しておく。この二つのリポソームを混ぜると、捕食するリポソーム内でメリチンが合成され、それによって回りに浮かんでいるエサのリポソームを融合する。その結果、エネルギーが供給され、さらにタンパク質合成が促進されると考えられる。
タンパク質合成を行うリポソームは高塩濃度に耐性を持たせるために特殊な脂質組成である。とくにポリエチレングリコールと脂質分子が共有結合した複合体を用いて、リポソーム表面を守る必要がある。そこで、このような特殊なリポソームに対して、メリチンが融合活性を示すかどうかを検討した。緑色蛍光タンパク質GFPを封入したリポソームと赤色蛍光タンパク質RFPを封入したリポソームとの混合液をセルソータで解析したところ、それぞれのリポソームがはっきり分かれて観察された。そこにメリチンを外部から加えたところ、二つのリポソームの中間に緑と赤の両方の蛍光を持つリポソームがはっきり確認された。この中間の領域を分画して顕微鏡観察すると、2種類のリポソームが単にくっ付いているのではなく、融合して二つの蛍光を示すリポソームが確認された。
以上の結果より、メリチンがタンパク質合成を行うリポソームの融合にも有効であることがわかった。一方、リポソーム内でタンパク質合成を行うベクターも構築した。これにより、メリチンを合成するリポソームによるエサのリポソームの捕食実験が可能となった。