Unraveling of relationship between lipoquality and raft structure/function by high-resolution single-molecule imaging
| Project Area | Quality of lipids in biological systems |
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| Project/Area Number |
16H01358
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Gifu University (2017)
Kyoto University (2016) |
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Principal Investigator |
鈴木 健一 岐阜大学, 研究推進・社会連携機構, 教授 (50423059)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 糖脂質 / GPIアンカー型タンパク質 / スフィンゴミエリン / 細胞膜ドメイン / ラフト / １分子観察 / 脂質 / 生物物理 / シグナル伝達 / 糖鎖 / 細胞・組織 / 1分子計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞膜上のシグナル伝達のプラットフォームとして「脂質ラフト」という概念が注目されて久しいが、その構造やシグナル伝達における役割などは、まだまだ論争が続いている。細胞膜は非常に多くの種類の脂質で構成されているために、ラフトー非ラフトの領域の境界の線張力が下がり、大きなラフトが形成されにくいことが、ラフト研究の難しさの原因とされている。本研究では高精度1分子イメージング法を用いて、１）細胞膜上の小さなラフトの形成機構を解明し、２）ラフトがその小ささを生かしながらどのように機能（細胞内へのシグナル伝達や抑制）するのかを解明することを目的とする。これにより脂質クオリティの多様性の生理的意義の一つを見出す。
前年度までに、ラフト脂質マーカーであるスフィンゴミエリン(SM)プローブ、DSPCプローブ、非ラフト脂質マーカーであるDOPCプローブを開発（世界初）し、小さなラフトの形成機構を明らかにした。
当該年度は、細胞膜の側方方向の相互作用の他に、表裏のカップリングによってラフト形成がなされるかどうかを検証した。そのために、飽和脂肪酸を1本含むPSの発現量が少ないCHO細胞膜上でも、ガングリオシドのホモダイマーが形成されるかどうかを1分子観察によって調べた。結果、ガングリオシドのホモダイマーの寿命は、ホスファチジルセリン（PS）の量に左右されないことが明らかになった。また、短鎖の脂肪酸を持つガングリオシドでもホモダイマーを形成できることを見出した。これらの結果は、ガングリオシドとPSの脂肪酸の膜表裏カップリングではなく、ガングリオシドの糖鎖相互作用がホモダイマー形成の駆動力になっていることを示唆している。
また、現在、ガングリオシドGM3の形成する小さなラフトによるEGF受容体の活性化制御機構の解明を進めている。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(24 results)
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[Journal Article] Raft-based sphingomyelin interactions revealed fluorescent sphingomyelin analogs.2017
Author(s)
Masanao Kinoshita, Kenichi GN Suzuki, Nobuaki Matsumori, Misa Takada, Hikaru Ano, Kenichi Morigaki, Mitsuhiro Abe, Asami Makino, Toshihide Kobayashi, Koichiro M Hirosawa, Takahiro K Fujiwara, Akihiro Kusumi, Michio Murata
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Journal Title
Journal of Cell Biology
Volume: 未定
Pages: 1183-1204
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Raft-based interactions of gangliosides with a GPI-anchored receptor.2016
Author(s)
N. Komura, K. G. N. Suzuki, H. Ando, M. Konishi, M. Koikeda, A. Imamura, R. Chadda, T. K. Fujiwara, H. Tsuboi, R. Sheng, W. Cho, K. Furukawa, K. Furukawa, Y. Yamauchi, H. Ishida, A. Kusumi (Co-Corresponding Author), and M. Kiso
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Journal Title
Nature Chem Biol
Volume: in press
Pages: 402-410
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Confined diffusion of transmembrane proteins and lipids induced by the same actin meshwork lining the plasma membrane.2016
Author(s)
T. K. Fujiwara, Iwasawa, K., Kalay, Z., Tsunoyama, T. A. Y. Watanabe, Y. M. Umemura, H. Murakoshi, K. G. N. Suzuki, Y. L., Nemoto, N. Morone, A. Kusumi
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Journal Title
Mol Biol Cell.
Volume: 27
Pages: 1101-1119
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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