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Physiological significance of phospholipid asymmetry in Golgi membranes

Research Project

Project/Area Number 19K06536
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Tanaka Kazuma  北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (60188290)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三岡 哲生  北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助教 (60754538)
岸本 拓磨  北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 特任講師 (70585158)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords脂質非対称性 / フリッパーゼ / ゴルジ体 / 小胞輸送 / 酵母 / Type 4 P-type ATPase
Outline of Research at the Start

細胞内には膜器官(オルガネラ)が存在し、これらは生体膜により形成されている。生体膜は様々な脂質が存在する脂質二重層により形成されているが、この脂質二重層間で存在する脂質の分子種が異なることが知られており、これは脂質の非対称性と呼ばれている。脂質非対称性の生理的意義は長らく不明であったが、脂質非対称性を制御するタンパク質が解明され、注目が集まっている。本研究では、ゴルジ体膜における脂質の非対称性に焦点を当てて、その生理的な役割を解明する。

Outline of Final Research Achievements

Phospholipids are asymmetrically distributed across bilayer membranes, and this phospholipid asymmetry is generated by phospholipid flippases. In this research, we analyzed functions of a flippase localized at Golgi membranes in budding yeast. Our results suggest that the flippase-regulated membrane environment is crucial for multiple Golgi functions, including ion homeostasis in Golgi, and that these flippase functions are essential for vesicle transport from the Golgi.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞機能の異常はがんを始め様々な疾患の原因となることから、その分子機構の解明は重要な課題である。生体膜は脂質二重層によって形成され、脂質分子の動態は細胞膜や細胞内小器官の機能を制御すると考えられるが、未解明な点が多い。ゴルジ体は生体膜で囲まれた細胞内小器官の一つであり、タンパク質の細胞内輸送等に重要な役割を果たす。本研究は、フリッパーゼと呼ばれる脂質の動態を制御するタンパク質のうち、ゴルジ体に存在するものに焦点をあて、その機能について新しい知見を得たものである。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Single-molecule localization microscopy reveals STING clustering at the trans-Golgi network through palmitoylation-dependent accumulation of cholesterol2024

    • Author(s)
      Kemmoku Haruka、Takahashi Kanoko、Mukai Kojiro、Mori Toshiki、Hirosawa Koichiro M.、Kiku Fumika、Uchida Yasunori、Kuchitsu Yoshihiko、Nishioka Yu、Sawa Masaaki、Kishimoto Takuma、Tanaka Kazuma、Yokota Yasunari、Arai Hiroyuki、Suzuki Kenichi G. N.、Taguchi Tomohiko
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 1-17

    • DOI

      10.1038/s41467-023-44317-5

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Plasma membrane phosphatidylinositol (4,5)-bisphosphate is critical for determination of epithelial characteristics2022

    • Author(s)
      Kaori Kanemaru, Makoto Shimozawa, Manabu Kitamata, Rikuto Furuishi, Hinako Kayano, Yui Sukawa, Yuuki Chiba, Takatsugu Fukuyama, Junya Hasegawa, Hiroki Nakanishi, Takuma Kishimoto, Kazuya Tsujita, Kazuma Tanaka, Toshiki Itoh, Junko Sasaki, Takehiko Sasaki, Kiyoko Fukami, Yoshikazu Nakamura
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: - Issue: 1 Pages: 2347-2347

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30061-9

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Phospholipid flippases and Sfk1 are essential for the retention of ergosterol in the plasma membrane2021

    • Author(s)
      Kishimoto Takuma、Mioka Tetsuo、Itoh Eriko、Williams David E.、Andersen Raymond J.、Tanaka Kazuma
    • Journal Title

      Molecular Biology of the Cell

      Volume: 32 Issue: 15 Pages: 1374-1392

    • DOI

      10.1091/mbc.e20-11-0699

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Characterization of micron-scale protein-depleted plasma membrane domains in phosphatidylserine-deficient yeast cells2021

    • Author(s)
      Mioka Tetsuo、Guo Tian、Wang Shiyao、Tsuji Takuma、Kishimoto Takuma、Fujimoto Toyoshi、Tanaka Kazuma
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 135 Issue: 5

    • DOI

      10.1242/jcs.256529

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A complex genetic interaction implicates that phospholipid asymmetry and phosphate homeostasis regulate Golgi functions2020

    • Author(s)
      Miyasaka Mamoru、Mioka Tetsuo、Kishimoto Takuma、Itoh Eriko、Tanaka Kazuma
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 15 Issue: 7 Pages: e0236520-e0236520

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0236520

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 細胞膜ステロール活性化を制御する因子の探索とその制御メカニズムの解析2023

    • Author(s)
      岸本拓磨、賈 子木、錢 宇恒、田中一馬
    • Organizer
      第75回日本細胞生物学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 可視化スクリーニングによる活性化ステロール分布制御因子の特定2023

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      岸本拓磨、賈 子木、錢 宇恒、楊 梓桐、田中一馬
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      酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞膜における活性化ステロール制御因子の分布可視化法を用いた出芽酵母網羅的スクリーニングによる特定2023

    • Author(s)
      岸本 拓磨、賈 子木,錢 宇恒,楊 梓桐,田中 一馬
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ホスファチジルセリンとステロール輸送タンパク質による細胞膜ステロール活性化の制御と細胞膜秩序の維持機構に関する解析2022

    • Author(s)
      岸本拓磨、賈 子木、田中一馬
    • Organizer
      第64回日本脂質生化学会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ステロール分子動態可視化法による細胞膜ステロール維持機構の遺伝学的解析2022

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      岸本拓磨、賈子木、田中一馬
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      酵母遺伝学フォーラム第55回研究報告会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 細胞膜ステロール活性化を介した細胞内ステロールホメオシタシス機構の解析2022

    • Author(s)
      岸本拓磨、賈 子木、田中一馬
    • Organizer
      第74回日本細胞生物学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 細胞膜ステロール活性化の制御が細胞膜秩序の維持に果たす役割の解析2022

    • Author(s)
      岸本 拓磨、田中 一馬
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Regulation of the Distribution of Membrane Sterol-rich Domains by membrane contact sites-anchored StARKin proteins.2021

    • Author(s)
      Zimu JIA, Takuma KISHIMOTO, Kazuma TANAKA
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第54回研究報告会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 細胞膜リン脂質非対称性の生理的意義の解明2021

    • Author(s)
      岸本 拓磨、田中 一馬
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第54回研究報告会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 細胞膜ステロール活性化を制御する出芽酵母Sfk1および関連タンパク質の機能解析2021

    • Author(s)
      岸本 拓磨、賈子木、田中 一馬
    • Organizer
      第63回日本脂質生化学会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 出芽酵母のリン脂質 PS 欠損株に発生する新規細胞膜ドメイン「void zone」の解析2020

    • Author(s)
      三岡 哲生 田中一馬
    • Organizer
      第72回日本細胞生物学会大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] リン脂質PS欠損株に発生する巨大な細胞膜ドメイン“void zone”の解析2020

    • Author(s)
      三岡 哲生 田中一馬
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第53回研究報告会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 出芽酵母Neo1フリッパーゼとその関連遺伝子の機能解析2019

    • Author(s)
      宮坂 衛、 三岡 哲生、 田中 一馬
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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