2004 Fiscal Year Annual Research Report
生体膜リン脂質の非対称性が細胞の極性形成に果たす役割の解析
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15370081
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
田中 一馬 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (60188290)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鎌田 このみ 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助手 (80312354)
山本 隆晴 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助手 (80312346)
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| Keywords | 細胞極性 / 脂質の非対称性 / 細胞内小胞輸送 / 酵母 / 細胞骨格 / P-type ATPase / アミノリン脂質トランスロケース / エンドサイトーシス |
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| Research Abstract |
すべての細胞は極性化しており、細胞の極性形成は必須な細胞機能である。また、がん細胞では細胞の極性形成が異常となることが知られており、極性形成は発癌の観点からも重要である。一方、細胞膜リン脂質の分子種が脂質2重層の細胞外側と細胞質側で分布濃度を異にすることが知られており、膜脂質の非対称性と呼ばれている。私達は、出芽酵母をモデル系に用いて、細胞極性形成を制御する新しい遺伝子Cdc50を見出した(Misu et al., Mol Biol.Cell,14:730-747,2003)。最近、このcdc50が、膜リン脂質を細胞膜外側から細胞質側へ輸送するアミノリン脂質トランスロケース型ATPase (Drs2)と、エンドソームあるいはゴルジ体膜上で複合体を形成していることを明らかにした(Saito et al., Mol Biol Cell,15:3418-3432,2004)。これらの蛋白質は高等動物にまでよく保存されており、その機能の解明は細胞極性形成機構を知る上で重要である。本年度は、以下の研究成果を得ることができた。
(1)Cdc50と類似したLem3とDnf1アミノリン脂質トランスロケースの複合体が、細胞の極性成長の方向性を制御していることを明らかにした。すなわち、Lem3を欠いた変異株では、一方向性から等方向性への極性成長の変換が行われず、細胞は細長い形態を示す。また、Cdc50とLem3がエンドサイトーシスのリサイクリング過程を制御していることも明らかにした。(田中、鎌田担当)
(2)Cdc50-Drs2複合体はリン脂質の非対称性を制御するが、この機能の発現には、コレステロール(酵母ではエルゴステロール)の存在が必要であることを明らかにした。脂質二重層内での脂質間相互作用の意味は多くが未解明であるが、本研究でリン脂質-コレステロール間相互作用の重要性が明らかとなった。一方、Cdc50は、細胞内小胞の出芽を制御するArf1低分子量GTP結合蛋白質とも機能的に相互作用することを明らかにした。従って、Cdc50は細胞内小胞の出芽過程を制御しているものと考えられる。(田中、山本担当)
上述したように、本研究は順調に進行しており、着実な成果をあげることができた。
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Research Products
(2 results)
