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2017 Fiscal Year Annual Research Report

リポクオリティが演出する膜の形態と性質

Planned Research

Project AreaQuality of lipids in biological systems
Project/Area Number 15H05902
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

藤本 豊士  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50115929)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 末次 志郎  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70345031)
Project Period (FY) 2015-06-29 – 2020-03-31
Keywords膜脂質 / 膜脂質結合ドメイン / 電子顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

1) 前年度に確立したホスファチジルセリン (PS) の分布をナノレベルで可視化するための電子顕微鏡法を用いて、哺乳類細胞と出芽酵母におけるPS分布を詳細に解析した。その結果、出芽酵母では小胞体膜、内外核膜に差がなく、いずれも膜の両葉にほぼ同レベルのPSがあるのに対し、哺乳類細胞では小胞体膜の細胞質側膜葉にほぼ限局して高レベルのPSがあり、その一方、内外核膜では両葉とも低レベルで非対称性はなかった。これらの結果は哺乳類細胞と出芽酵母のPS分布に差があることを示し、哺乳類細胞では連続する小胞体膜と核膜の間でPSの拡散を妨げる何らかの機構があることが示唆された。
2) エンドフィリンの脂質膜切断に関して、エンドフィリンが高い切断活性を示す脂肪酸を同定した。さらに脂肪酸のちがいを認識するアミノ酸を、両親媒性部位のアミノ酸残基に変異を導入することで調べた。その結果、両親媒性ヘリックスのアミノ酸だけでなく、脂質膜とタンパク質の間の静電的相互作用を担うアミノ酸も重要であることがわかった。細胞突起形成に関わるBARタンパク質であるMTSS1は、両親媒性ヘリックスを持つことから、脂質膜の切断活性を検討したところ、脂質膜を切断することが示された。MTSS1が細胞において形成する細胞突起は、頻度が少ないものの、静的な培地中でも実際に切断され、さらに、培地の流れによって切断が増強されることがわかった。切断された小胞の有田班との共同研究による解析から、この切断はリゾリン脂質によって増強されることがわかった。ARDに関しては、ANKHD1の両親媒性ヘリックスに注目し、変異を導入し作用機序を調べた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通りに進展しただけでなく、予期しなかった新たな発見も得られ、今後さらに大きな展開が期待できるため。

Strategy for Future Research Activity

本年度に得られた成果をさらに発展させ、リポクオリティが生体膜、細胞全体に及ぼす影響の解析を一層加速させる。

  • Research Products

    (23 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 4 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 9 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] チェコ科学アカデミー(チェコ)

    • Country Name
      CZECH
    • Counterpart Institution
      チェコ科学アカデミー
  • [Journal Article] Nuclear phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate islets contribute to efficient RNA polymerase II-dependent transcription2018

    • Author(s)
      Sobol Margarita、Krausova Alzbeta、Yildirim Sukriye、Kalasova Ilona、Faberova Veronika、 Vrkoslav Vladimir、Philimonenko Vlada、Marasek Pavel、Pastorek Lukas、Capek Martin、Lubovska Zuzana、Ulicna Livia、Tsuji Takuma、Lisa Miroslav、Cvacka Josef、Fujimoto Toyoshi、Hozak Pavel
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 131 Pages: -

    • DOI

      10.1242/jcs.211094

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Membrane re-modelling by BAR domain superfamily proteins via molecular and non-molecular factors2018

    • Author(s)
      Nishimura, T., Morone, N. Suetsugu, S
    • Journal Title

      Biochem Soc Trans

      Volume: 46 Pages: 379-389

    • DOI

      10.1042/BST20170322

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A New Electron Microscopic Method to Observe the Distribution of Phosphatidylinositol 3,4-bisphosphate2017

    • Author(s)
      Aktar, S., Takatori, S., Tsuji, T., Orii, M., Ohsaki, Y., Cheng, J., and Fujimoto, T
    • Journal Title

      Acta Histochem Cytochem

      Volume: 50 Pages: 141-147

    • DOI

      10.1267/ahc.17025

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hepatocyte-specific depletion of ubiquitin regulatory X domain containing protein 8 accelerates fibrosis in a mouse non-alcoholic steatohepatitis model2017

    • Author(s)
      Imai, N., Suzuki, M., Ishizu, Y., Kuzuya, T., Honda, T., Hayashi, K., Ishigami, M., Hirooka, Y., Ishikawa, T., Goto, H., and Fujimoto, T.
    • Journal Title

      Histochem Cell Biol

      Volume: 148 Pages: 219-227

    • DOI

      10.1007/s00418-017-1572-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evidence for ESCRT- and clathrin-dependent microautophagy2017

    • Author(s)
      Oku, M., Maeda, Y., Kagohashi, Y., Kondo, T., Yamada, M., Fujimoto, T., and Sakai, Y
    • Journal Title

      J Cell Biol

      Volume: 216 Pages: 3263-3274

    • DOI

      10.1083/jcb.201611029

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Niemann-Pick type C proteins promote microautophagy by expanding raft-like membrane domains in the yeast vacuole2017

    • Author(s)
      Tsuji, T., Fujimoto, M., Tatematsu, T., Cheng, J., Orii, M., Takatori, S., and Fujimoto, T
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 6 Pages: e25960

    • DOI

      10.7554/eLife.25960

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Freeze-fracture-etching electron microscopy for facile analysis of yeast ultrastructure2017

    • Author(s)
      Tsuji, T., and Fujimoto, T
    • Journal Title

      Bio-Protoc

      Volume: 7 Pages: e2556

    • DOI

      10.21769/BioProtoc2556

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The lipid droplet and the endoplasmic reticulum2017

    • Author(s)
      Ohsaki, Y., Soltysik, K., and Fujimoto, T
    • Journal Title

      Adv Exp Med Biol

      Volume: 997 Pages: 111-120

  • [Journal Article] Measurement of caveolin-1 densities in the cell membrane for quantification of caveolar deformation after exposure to hypotonic membrane tension2017

    • Author(s)
      Tachikawa M, Morone N, Senju Y, Sugiura T, Hanawa-Suetsugu K, Mochizuki A, Suetsugu S
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 7 Pages: 7794

    • DOI

      10.1038/s41598-017-08259-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Salt Bridge Formation between the I-BAR Domain and Lipids Increases Lipid Density and Membrane Curvature2017

    • Author(s)
      Takemura K, Hanawa-Suetsugu K, Suetsugu S, Kitao A
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 7 Pages: 6808

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06334-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PACSIN2 accelerates nephrin trafficking and is up-regulated in diabetic kidney disease2017

    • Author(s)
      Dumont V, Tolvanen TA, Kuusela S, Wang H, Nyman TA, Lindfors S, Tienari J, Nisen H, Suetsugu S, Plomann M, Kawachi H, Lehtonen S
    • Journal Title

      FASEB J

      Volume: 31 Pages: 3978-3990

    • DOI

      10.1096/fj.201601265R

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 膜ミクロドメインとリポファジー2017

    • Author(s)
      辻琢磨,藤本萌,立松律弥子,程晶磊,藤本豊士
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会
    • Invited
  • [Presentation] 膜脂質・膜ドメインの可視化解析2017

    • Author(s)
      藤本豊士
    • Organizer
      第7回名古屋大学医学系研究科・生理学研究所 合同シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of lipid domains and lipid droplets2017

    • Author(s)
      Toyoshi Fujimoto
    • Organizer
      Academia Sinica
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] オートファゴソームへの膜脂質供給機構の解析2017

    • Author(s)
      小笠原裕太、藤本豊士
    • Organizer
      ConBio2017(2017年度生命科学系合同年次大会)
    • Invited
  • [Presentation] 膜脂質・膜ドメインの可視化解析2017

    • Author(s)
      藤本豊士
    • Organizer
      京都大学学際融合教育推進センター 生理化学研究ユニット第6回シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] ドメインタンパク質の超解像解析2017

    • Author(s)
      末次志郎
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
    • Invited
  • [Presentation] The spatial distribution of the BAR domain proteins on the membrane2017

    • Author(s)
      末次志郎
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] ドメインとリポクオリティによる細胞膜の形態制御2017

    • Author(s)
      末次志郎
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会
    • Invited
  • [Presentation] Measurement of caveolin-1 densities in the cell membrane for quantification of caveolar deformation after exposure to hypotonic membrane tension2017

    • Author(s)
      Shiro Suetsugu
    • Organizer
      EMBO Meeting Minisymposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 名古屋大学 大学院医学研究科 分子細胞学分野

    • URL

      https://www.med.nagoya-u.ac.jp/cel-bio/index-j.html

  • [Remarks] 奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科 分子医学細胞生物学(末次研究室)

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/suetsugu/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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