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一次シリア基底部における選択的拡散障壁・分子フィルター機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaCilium-centrosome system regulating biosignal flows
Project/Area Number 25113515
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

藤原 敬宏  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 講師 (80423060)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords1分子計測 / 細胞膜 / 一次シリア / 拡散運動 / 1分子計測
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、「一次シリアの細胞膜を、細胞体の細胞膜から隔てている境界構造の実体と、その構造が拡散障壁として、しかも、特定の分子の選択的な出入りを決めるフィルターとしてはたらくことにより、一次シリア全体の極性を維持し、その機能を制御する機構」の解明を目指した。
本年度は、以下の研究進捗があった。
1.細胞膜分子の拡散抑制機構として、「膜骨格フェンス効果」を与えると考えられる、transition fiberを形成するODF2と、移行帯に局在するMKS1およびCEP290、「アンカード膜タンパク質ピケット効果」を与えると考えられる、移行帯のciliary necklaceに相当するTMEM17に、超解像観察用の蛍光タンパク質を付加した。ヒトRPE-1細胞に発現させたところ、ベーサル面に形成された一次シリアの基底部に局在することが全反射蛍光顕微鏡観察で確認できた。
2.上記の拡散障壁候補分子の超解像観察と同時に1分子観察をおこなうための、一次シリアに局在する膜貫通型タンパク質のプローブとして、Smoothened、Sstr3、Htr6、PDGFRαのACP (細胞外で蛍光色素を共有結合で標識できるタグ分子) 融合体を作製した。また、コントロールのプローブ分子として、不飽和リン脂質蛍光アナログのSeTau647-DOPEを合成した。
3.前年度に開発した装置で、拡散障壁の超解像観察と、上記の1分子観察プローブの同時観察をおこなったが、一次シリア基底部は顕微鏡のz軸(上下)方向に傾いた構造を取ることが多いので、現在の装置で可能なxy軸(水平)方向に投影した観察をするだけでは、不十分であることが分かった。今後、3次元の位置決めに対応できるように装置を改造し、一次シリア基底部の構造(細胞膜の配向)を3次元的に把握しながら、分子選択性を決める機構を調べたい。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Ultrafast diffusion of a fiuorescent cholesterol analog in compartmentalized plasma membranes.2014

    • Author(s)
      Hiramoto-Yamaki N, Tanaka KA, Suzuki KG, Hirosawa KM, Miyahara MS, Kalay Z, Tanaka K, Kasai RS, Kusumi A, Fujiwara TK.
    • Journal Title

      Traffic

      Volume: 15(In Press)(5月号) Issue: 6 Pages: 583-612

    • DOI

      10.1111/tra.12163

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 「超高速・超解像1蛍光分子局在顕微鏡法」 うちのとくいわざ2014

    • Author(s)
      楠見明弘、藤原敬宏
    • Journal Title

      日本免疫学会ニュースレター

      Volume: 23 Pages: 12-12

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Journal Article] Lateral diffusion in a discrete fluid membrane with immobile particles2014

    • Author(s)
      Z. Kalay, T.K. Fujiwara, A. Otaka, and A. Kusumi
    • Journal Title

      Phys. Rev. E

      Volume: 89 Issue: 2 Pages: 22724-22724

    • DOI

      10.1103/physreve.89.022724

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 超解像顕微鏡の世界:波長の壁を超えて見る(第6回)超高速・超解像1蛍光分子顕微鏡2013

    • Author(s)
      藤原敬宏、笠井倫志、楠見明弘
    • Journal Title

      現代化学

      Volume: 508 Pages: 50-51

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Mesoscopic organization of the plasma membrane as revealed by the development of ultrafast single-fluorescent molecule imaging2015

    • Author(s)
      Takahiro Fujiwara
    • Organizer
      15th International Membrane Research Forum
    • Place of Presentation
      京都大学 物質-細胞統合システム拠点
    • Year and Date
      2015-03-02 – 2015-03-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Dynamic regulation of molecular diffusion in compartmentalized plasma membrane as revealed by ultrafast single-molecule imaging2015

    • Author(s)
      Takahiro Fujiwara
    • Organizer
      Institute for Protein Research Seminar 「Molecular Crowding and Macromolecular Association」
    • Place of Presentation
      大阪大学 蛋白質研究所
    • Year and Date
      2015-02-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Mesoscopic organization and function of the plasma membrane as revealed by ultrafast single-fluorescent molecule localization microscopy2013

    • Author(s)
      T. Fujiwara
    • Organizer
      2013 University System of Taiwan-Kyoto University iCeMS International Symposium
    • Place of Presentation
      Hsinchu, Taiwan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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