2017 Fiscal Year Research-status Report
新規リン脂質輸送タンパク質の分子機構の解明とその破綻と疾患
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17K08642
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| Research Institution | Dokkyo Medical University |
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Principal Investigator |
堀端 康博 獨協医科大学, 医学部, 講師 (80392116)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | リン脂質 / ホスファチジルコリン / ミトコンドリア / 細胞内輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアはリン脂質を主成分とする膜構造によってコンパートメント化されている。ミトコンドリアの膜リン脂質でもっとも含量が多いのはホスファチジルコリン(PC)である。しかし、ミトコンドリア自身は PC を生合成できないため、小胞体などのリン脂質合成器官からPCが供給される必要がある。これまで申請者は、PC をミトコンドリアへ輸送する新規タンパク質StarD7を先駆けて発見し、本タンパク質がミトコンドリアの正常な機能や形態形成に必須であることを見いだしてきた。しかし、StarD7によるPC輸送の分子機構についてはほとんど分かっていない。本年度ではこの課題について研究を行った。
以前、マウス肝臓から単離したミトコンドリアにおいてStarD7の局在をプロテアーゼ感受性試験で解析したところ、ミトコンドリア外膜にあることが示唆されていた。今回、マウス肝癌由来の細胞株Hepa-1細胞を用い、プロテアーゼ感受性試験、アルカリ抽出試験、膜貫通領域を欠いた変異StarD7等を用い、ミトコンドリアにおける本タンパク質の局在を解析した。その結果、本タンパク質はN末端側に存在する膜貫通領域を介してミトコンドリアの外膜に局在することが示唆された。さらにミトコンドリアと小胞体の接触部位に局在するとされるmitofusin-2とも一部局在が重なることが蛍光免疫細胞染色で示された。以上から、StarD7はミトコンドリアと小胞体との接触領域においてPCを両オルガネラ間で交換輸送している可能性が示唆された。
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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
上記の様に今年度はミトコンドリアにおけるStarD7の局在を明らかにし、本タンパク質よるPC輸送の分子機構についての一端を解明できた。以上の成果は論文に掲載されたので、概ね順調に進んでいると言える。また次年度での解析で用いるStarD7をノックアウトした幾つかの細胞株も樹立できている。今後はこれらの細胞を用い、本タンパク質の細胞機能について明らかにして行きたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成３０年度は、当初の研究計画通りに骨格筋または脳神経系でのStarD7の機能解析について取り掛かる予定である。一方、以下のように研究計画当初にはなかった新しい課題が生じており、これも並行して行う予定である。
最近、HEK293細胞において本タンパク質はミトコンドリア内膜のプロテアーゼでプロセシングを受け、外膜と内膜の間に局在することが他のグループから報告された。さらに同グループは本タンパク質が両膜間でPCを交換輸送するというモデルを提案した。現在、この報告の再現性を解析し、Hepa-1細胞の結果と比較しているが、HEK293とHepa-1細胞では本タンパク質のミトコンドリアでの局在が異なることがわかりつつある。この点についてさらに検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
主な要因は、購入予定だった抗体などの高価な試薬を他の研究者から融通してもらったために、使用額が見込額よりも下回った。また、キャンペーンなどにより試薬を安価に購入できた。そのため、572,864円の次年度使用額が生じた。次年度使用額については、細胞培養用の試薬、抗体、遺伝子解析試薬等の消耗品など全て物品費として使用する予定である。
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