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リン脂質フリッパーゼATP10AのPCフリップ活性が制御する細胞機能の解明

Research Project

Project/Area Number 16J05381
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Cell biology
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

内藤 朋樹  京都大学, 薬学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsflippase / ATP10 family / phosphatidylcholine / glucosylceramide / P4-ATPase / endocytosis / リン脂質フリッパーゼ / ATP10 / ホスファチジルコリン / 細胞膜 / 膜ダイナミクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究ではリン脂質フリッパーゼであるATP10Aのホスファチジルコリン(PC)特異的なフリップ活性が担う細胞機能およびその制御機構を突き止めることを目的として研究を行ってきた。また、研究遂行の過程でATP10のファミリーであるATP10Dが糖脂質を基質とすることを新たに見出したため、その脂質選択・輸送のメカニズムを探る研究を行った。
ATP10Aの過剰発現により細胞形態は変化する。そのメカニズムを探るため、ATP10Aの発現によって細胞-細胞外マトリックス間接着因子であるインテグリンの細胞内動態が影響を受けているのではないかと仮説をたて検証した。その結果、ATP10Aの過剰発現によってインテグリンを含む細胞膜局在タンパク質のエンドサイトーシスが亢進していることを発見した。これはATP10Aが細胞膜においてPCをフリップすることによって細胞内向きの湾曲形成を促進し、膜タンパク質のエンドサイトーシスを亢進する機能があることを示唆する。この研究成果は共著として論文に発表された。
近年、酵母のリン脂質フリッパーゼがグリセロリン脂質のみならずスフィンゴ脂質をフリップできる可能性が示唆された(Roland et al. PNAS 2017)。そこでヒトのフリッパーゼの中にもスフィンゴ脂質を基質とするものがあるのではないかと考え実験をしたところ、今まで基質が全く不明であったATP10Dがスフィンゴ糖脂質であるグルコシルセラミドをフリップすることを突き止めた。ATP10Dの遺伝的な変異は脂質異常症との関連が報告されていることから、ATP10Dによるグルコシルセラミド輸送が脂質の代謝や恒常性の維持に重要な働きをしている可能性がある。さらに、ATP10Dがグルコシルセラミドを選択・輸送するのに重要なアミノ酸残基を決定した。これらの研究成果を国内、国際学会で発表し、論文は現在投稿中である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Phospholipid-flipping activity of P4-ATPase drives membrane curvature.2018

    • Author(s)
      Takada, N., Naito, T., Inoue, T., Nakayama, K., Takatsu, H., and *Shin, H.-W.
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: in press Issue: 9

    • DOI

      10.15252/embj.201797705

    • NAID

      120007144982

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Phospholipid flippase ATP11C is endocytosed and downregulated following Ca<sup>2+</sup>-mediated protein kinase C activation.2017

    • Author(s)
      Takatsu H, Takayama M, Naito T, Takada N, Tsumagari K, Ishihama Y, Nakayama K, Shin HW.
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: Nov 10;8(1) Issue: 1 Pages: 1423-1423

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01338-1

    • NAID

      120006365525

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 脂質フリッパーゼの新奇基質としてグルコシルセラミドの発見とその輸送メカニズム2017

    • Author(s)
      内藤朋樹
    • Organizer
      ConBio2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification of mammalian glucosylceramide flippase and its transport mechanism2017

    • Author(s)
      Tomoki Naito
    • Organizer
      The 15th International Conference on Na,K-ATPase and Related Transport ATPases
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Phospholipid flippase ATP10A, a member of type IV P-type ATPases, translocates phosphatidylcholine and is involved in plasma membrane dynamics.2016

    • Author(s)
      内藤朋樹
    • Organizer
      The American Society For Cell Biology Annual Meeting 2016
    • Place of Presentation
      Moscone center, san fransisco, CA, USA
    • Year and Date
      2016-12-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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