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Functional analysis of links between membrane lipids and ion channels using CRISPR screens

Research Project

Project/Area Number 19K16075
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

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

Principal Investigator

Tsuchiya Masaki  京都大学, 工学研究科, 助教 (00837338)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
KeywordsCRISPRスクリーニング / ホスファチジルコリン / TMEM30A / 脂質代謝動態 / 脂質ラベル化 / オルガネラ膜 / 細胞膜 / クリック反応 / 細胞内有機化学 / 細胞膜脂質 / イオンチャネル
Outline of Research at the Start

細胞膜には、さまざまな種類の脂質が存在し、膜の内外や局所で偏って分布している。この細胞膜の特殊な脂質環境がイオンチャネルなどの膜タンパク質にどのような役割を果たすのか、よく分かっていない。本研究では脂質の動態・代謝に関わるタンパク質に着目したスクリーニングによって、イオンチャネルを制御する脂質関連タンパク質群の同定を目指す。さらにその働きを調べることで、脂質とイオンチャネルの機能連関の解明を狙う。

Outline of Final Research Achievements

To study a functional link between membrane lipids and membrane proteins, I conducted CRISPR screens to identify genes that are required for appropriate distribution of phosphatidylcholine in the plasma membrane lipid bilayer.
TMEM30A was identified as a major contributor to cell surface translocation of phosphatidylcholine. In the plasma membrane outer layer of TMEM30A-deficient cells, phosphatidylcholine was decreased while phosphatidylserine and phosphatidylethanolamine were increased.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人の健康と疾患に強く関わり薬剤開発の標的分子としてイオンチャネルなどの膜タンパク質は注目されている。その膜タンパク質は膜脂質に覆われた状態で機能している。今回のスクリーニングにより、ヒト細胞の脂質を半分近く占めるホスファチジルコリンの細胞膜分布を制御する因子としてTMEM30Aを発見した。TMEM30Aはいくつかの膜受容体タンパク質の機能に関連することが報告されている。今回の研究結果から、TMEM30Aを介したホスファチジルコリンの分布調節が膜タンパク質の機能発現に寄与する新しい可能性が浮かび上がった。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Organelle-selective click labeling coupled with flow cytometry allows high-throughput CRISPR screening of genes involved in phosphatidylcholine metabolism2022

    • Author(s)
      Masaki Tsuchiya, Nobuhiko Tachibana, Kohjiro Nagao, Tomonori Tamura, Itaru Hamachi
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2022.04.18.488621

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] オルガネラ選択的脂質ラベリングの新展開(1):遺伝子スクリーニングへの展開2022

    • Author(s)
      土谷 正樹、浜地 格
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] クリックケミストリーを駆使したフローサイトメトリー(click-FC)による生細胞内での脂質代 謝動態の高速解析:脂質制御遺伝子の探索に向けた CRISPR スクリーニングへの応用2021

    • Author(s)
      土谷 正樹、浜地 格
    • Organizer
      第63回 日本脂質生化学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質代謝・動態の遺伝子基盤の解明に向けたオルガネラ選択的脂質ラベリングとCRISPRスクリーニングの融合手法2020

    • Author(s)
      土谷正樹
    • Organizer
      第62回日本脂質生化学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] オルガネラ選択的リン脂質ラベリングと細胞内動態イメージング2019

    • Author(s)
      土谷 正樹、田村 朋則、藤沢 有磨、沈 佑穎、 浜地 格
    • Organizer
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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