Revealing the mechanism of phosphatidylserine asymmetry establishment and maintenance in the plasma membrane
| Project/Area Number |
23K05762
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44010:Cell biology-related
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
宮田 佑吾 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (70623453)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | フリッパーゼ / ホスファチジ ルセリン |
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| Outline of Research at the Start |
ホスファチジルセリン（PS）は多様な生物学的機能を持つ細胞膜リン脂質であり、通常、脂質二重層の内層に限局する。フリッパーゼは細胞膜のPSを外層から内層へ移層する分子であり、PSの非対称分布の維持に重要と考えられてきた。しかし、既知のフリッパーゼを全て欠損させた細胞においても、定常状態においてPSの非対称分布を樹立していた。さらに、一過的にPSを細胞表面へ露出させた後にも、時間をかけて細胞膜PSの非対称分布を再構築した。これらの実験結果は、未知の分子による、PSの非対称分布樹立機構が存在することを示している。本研究課題では、独自に見出したPS非対称分布樹立機構の全容を解明することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞膜リン脂質のうち、ホスファチジルセリンは細胞膜内装に限局している。ホスファチジルセリンは、生細胞の様々な局面において、一過的に露出され、その後、再度内層に濃縮される。この過程に，細胞膜フリッパーゼであるATP11A，11Cが関与している。さらに，申請者は，エンドソームに存在するフリッパーゼであるATP8A1，11Bも，細胞膜ホスファチジルセリンの非対称性の再構築に貢献していることを見出した。マウスT細胞株でATP8A1, 11A, 11B, 11Cの四重欠損細胞を作成し，カルシウムイオノフォアを用いて，一過的にPtdSerを露出させると，数時間もの間，全くホスファチジルセリンが内層へ移層されなかった。この四重欠損細胞に細胞膜フリッパーゼであるATP11A, 11Cを発現させると，露出したホスファチジルセリンは37℃においても15℃においても5分以内に速やかに内層へ移層され，非対称分布が再構築された。一方，エンドソームに局在するATP8A1, 11Bを発現させた時は，露出したPtdSerは15℃では内層に戻らず，37℃において60分ほどの時間をかけて非対称分布が構築された。この再構築活性は，ダイナミンの阻害剤でも抑制されたことから，ATP8A1とATP11Bはエンドサイトーシスなどの膜輸送を介して細胞膜ホスファチジルセリンの非対称性を再構築することが分かった。多くの細胞では，エンドソームと細胞膜のフリッパーゼを併せ持つことから，細胞膜PtdSerの非対称分布の構築には，二つの独立したシステムで維持されていることが示唆された。しかし、この四重欠損細胞においても、定常状態ではホスファチジルセリンを細胞膜内層に保持し、細胞膜の非対称性を樹立していた。つまり、申請者らが解明したメカニズムとは異なるメカニズムの存在が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
細胞膜リン脂質の非対称性樹立における新たなメカニズム解明のため、スクリーニングを行なっており、候補遺伝子を取得できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記で同定した候補遺伝子について、ノックアウト細胞の樹立、レスキュー発現細胞の作成を行い、どのようなメカニズムで非対称性の構築に寄与するか、解明する。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
