2015 Fiscal Year Research-status Report
細胞膜脂質二重層の内層で見られる脂質集合体の挙動と相関についての電子顕微鏡解析
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15K08167
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
村手 源英 国立研究開発法人理化学研究所, 小林脂質生物学研究室, 研究員 (30311369)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 細胞膜 / 脂質二重層 / スフィンゴミエリン / 非対称分布 / 免疫電子顕微鏡法 / 培養細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞を周囲から区切る境界である細胞膜は、数多くの脂質種が一層に並び、それら2つがお互いに向き合ってできた脂質二重層にタンパク質を含んだ構造をしている。脂質二重層に注目した場合、外界に向いた面を持つ外層と細胞内に向いた面を持つ内層では構成する脂質の種類が異なっていることが知られている。この非対称分布は、外層の脂質は電気的に中性であり細胞外にある物質との不用意な相互作用を避けなければならない一方で、内層の脂質は細胞内にある様々な物質との相互作用を必要に応じて行なう必要があるといった、細胞膜の機能そのものに重要な役割を果たしていると考えられている。ところが、ほとんどの細胞で外層と内層における脂質分布の非対称の程度は、曖昧なままである。その理由は、細胞内小器官の膜から細胞膜だけを単離することが困難なだけでなく、二重層の各層を区別することがきわめて難しいためである。
そこで本研究では、免疫電子顕微鏡法を用いて細胞膜を構成する主要な脂質の分布を明らかにすること、およびそれらの相互関係についての解析に挑むことで、細胞膜の機能における脂質の役割を明らかにする事を目的としている。本年度は、新たに開発されたスフィンゴミエリンに結合するプローブを用いて、培養細胞の細胞膜におけるスフィンゴミエリンの分布について解析を行った。その結果、細胞の状態や極性の違いによって細胞膜を構成する脂質分子の2次元的な分布を変化させていることが示された。
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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
培養細胞の細胞膜におけるスフィンゴミエリンの分布を、SDS処理凍結割断法やrip-off免疫電子顕微鏡法を用いて解析した。その結果、上皮構造を形成させたMDCK細胞のアピカル膜とバソラテラル膜や、A型ニーマンピック病の患者に由来する細胞とそのコントロールとしてのノーマルの細胞の細胞膜では、スフィンゴミエリンの分布状態が異なっていることが明らかとなった。これらのことから、細胞の分化状態や極性の違いに応じて細胞膜を構成する脂質分子種の分布に変化が起こっていることが明らかとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞膜に局在する脂質分子の分布に影響を及ぼすと推測されるタンパク質の発現を抑制させた細胞を用いて、細胞膜脂質二重層の各層における脂質分子の分布を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
論文を投稿した際に支払うことを計画していた投稿料が不要であったこと、すでに購入済であった試薬や器具を使用して実験ができたことによる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
細胞培養用や免疫電顕用の試薬、プラスチック製品やガラス製品の購入にあてる計画をしている。
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[Journal Article] Visualization of the heterogeneous membrane distribution of sphingomyelin.2015
Author(s)
Makino A., Abe M., Murate M., Inaba T., Yilmaz N., Hullin-Matsuda F., Kishimoto T., Schieber N. L., Taguchi T., Arai H., Anderluh G., Parton R. G., Kobayashi T.
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Journal Title
FASEB J.
Volume: 29
Pages: 477-493
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Evaluation of aegerolysins as novel tools to detect and visualize ceramide phosphoethanolamine, a major sphingolipid in invertebrates.2015
Author(s)
Bhat H. B., Ishitsuka R., Inaba T., Murate M., Abe M., Makino A., Kohyama-Koganeya A., Nagao K., Kurahashi A., Kishimoto T., Tahara M., Yamano A., Nagamune K., Hirabayashi Y., Jyuni N., Umeda M., Fujimori F., Nishibori K., Yamaji-Hasegawa A., Greimel P., Kobayashi T.
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Journal Title
FASEB J.
Volume: 29
Pages: 3920-3934
DOI
Peer Reviewed
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