2016 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, 佐甲細胞情報研究室, 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 / ホスファチジルエタノールアミン / ショウジョウバエ / 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、様々な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、外界に向いた外層と細胞内に向いた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ることができる反面、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ことができるという形で、細胞膜の機能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、ショウジョウバエの培養細胞の細胞膜内外層におけるホスファチジルエタノールアミン（PE）の分布について、脂質転移酵素の欠損変異体も利用して解析を行った。その結果、ヒトではほぼ内層に限定して分布しているPEが、ショウジョウバエでは外層により多く分布していることが示された。また、外層に移動したPEを内層に戻すフリッパーゼの欠損変異体においては、PEの内外層における分布比はコントロールと大差がなかった。一方、内外層の脂質分子を非特異的に両方向へ移動させるスクランブラーゼの欠損変異体においては、PEはコントロールに比べて外層にやや多く分布し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ホスファチジルエタノールアミンの分布を、SDS処理凍結割断法を用いて解析した。これまでの研究においてヒトの培養細胞や血球系細胞ではほぼ内層に限定して分布していることが示されてきたが、今回、ショウジョウバエの血球系細胞では外層により多く分布していることが示された。このことから、細胞膜を構成する脂質分子種の分布は、動物種によって大きく異なっている場合があるものと考えられる。
さらに、細胞膜に局在する脂質転移酵素の欠損変異体では、この分布が劇的には変化しないことも明らかとなった。すなわち、細胞膜における脂質の非対称分布は、細胞膜においてのみ形成されているものではないことが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
フリッパーゼは、ホスファチジルエタノールアミン以外にホスファチジルセリンも同様に、外層から内層に移動させることができると報告されているので、ホスファチジルセリンの分布についても明らかにする。
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| Causes of Carryover |
前年度の未使用分が繰り越されたこと、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 |
免疫電顕用や細胞培養用の試薬、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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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Acute accumulation of free cholesterol induces the degradation of perilipin 2 and Rab18- dependent fusion of ER and lipid droplets in cultured human hepatocytes.2016
Author(s)
Makino A., Hullin-Matsuda F., Murate M., Abe M., Tomishige N., Fukuda M., Yamashita S., Vidal H., Lagarde M., Delton I., Kobayashi T.
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Journal Title
Mol. Biol. Cell
Volume: 27
Pages: 3293-3304
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Phospholipase Cβ1 induces membrane tubulation and is involved in caveolae formation.2016
Author(s)
Inaba T., Kishimoto T., Murate M., Tajima T., Sakai S., Abe M., Makino A., Tomishige N., Ishitsuka R., Ikeda Y., Takeoka S., Kobayashi T.
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.
Volume: 113
Pages: 7834-7839
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Phospholipase C beta 1 induces membrane tubulation and is involved in caveolae formation.2016
Author(s)
Inaba T., Kishimoto T., Murate M., Tajima T., Sakai S., Abe M., Makino A., Tomishige N., Ishitsuka R., Ikeda Y., Takeoka S., Kobayashi T.
Organizer
第57回International Conference on the Bioscience of Lipids
Place of Presentation
フランス シャモニー
Year and Date
2016-09-05 – 2016-09-08
Int'l Joint Research
