2018 Fiscal Year Annual Research Report
Electron microscopic analysis of lipid clusters in the inner leaflet of plasma membrane
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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, 開拓研究本部, 研究員 (30311369)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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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 / ホスファチジルセリン / フリッパーゼ / スクランブラーゼ / ショウジョウバエ / 免疫電子顕微鏡法 |
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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、外層と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ができるという点で、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、また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、非対称分布を制御する活性をもつ酵素を欠損変異させたショウジョウバエの培養細胞を用いて、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）およびホスファチジルセリン（PS）の分布について解析を行った。内外層の脂質を反転させるスクランブラーゼ、外層の脂質を内層に移行させるフリッパーゼの欠損変異体を用いて解析したところ、PEではどちらの変異体においてもコントロールと大差がなかったのに対して、PSではフリッパーゼ欠損変異体でコントロールよりも外層に多く分布していることが明らかとなった。これらのことから、ショウジョウバエの細胞では、少なくともPSの内外層における分布にフリッパーゼが関与している事が推測される。
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