2021 Fiscal Year Annual Research Report
live-cell hybrid imaging of morphological dynamics of the plasma membrane
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18KK0196
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉村 成弘 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (90346106)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
粂田 昌宏 京都大学, 生命科学研究科, 助教 (00582181)
吉田 藍子 北海道大学, 医学研究院, 助教 (70831288)
パウデル サラド 北海道大学, 医学研究院, 助教 (30793939) [Withdrawn]
植村 知博 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 准教授 (90415092)
岩根 敦子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (30252638)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2022-03-31
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| Keywords | 高速原子間力顕微鏡 / 超解像顕微鏡 / エンドサイトーシス / 膜ダイナミクス / クラスリン / BARドメインタンパク質 / ウイルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フェーズ2：ハイブリッド顕微鏡を用いた膜変形・切り離し過程の可視化解析
ハイブリッド顕微鏡による光学分解能の上昇と共に、時間分解能の向上に取り組み、クラスリン依存的エンドサイトーシス過程の膜変形過程のハイブリッドイメージングを行った。これにより、膜変形過程のより詳細な分子機構を解明することに成功した。i) CIP4タンパク質は、N末端のBARドメインと、中央の非構造領域を介して、クラスリンピット近傍に集合する。ii) 非構造領域中央部のHR1モチーフは二量体を形成し、非構造領域の自己集合を促進する。iii) 二量化したHR1は活性化型Cdc42と相互作用し、N-WASPを活性化する。iv) N-WASPによりArp2/3が活性化され、局所的なアクチン重合が促進される。これにより、ピット近傍に非対称的な膜隆起が生じる。このことは、クラスリン依存的エンドサイトーシスの分子機構解明に迫る重要な知見である。
フェーズ３：ハイブリッド顕微鏡を用いた膜融合過程の可視化・解析
海外共同研究先との情報・試料共有は、コロナ禍のため効率的に実施することができず、主にzoomミーティングを用いた情報共有を行った。一方で、国内の分担者との共同研究を中心にハイブリッド顕微鏡の構築およびイメージングを進めた。北海道大学では、高速AFMとHIRO照明とのハイブリッド顕微鏡を構築し、エンドサイトーシスによるインフルエンザウイルスの取込過程を観察することに成功した。新たに加わった理化学研究所とは、集束イオンビーム電子顕微鏡を用いたウイルス感染細胞の観察・解析を行い、フラビウイルスタンパク質の新たな機能を解明する新しい知見を得ることに成功した。また若手研究者の国際学会発表を2件おこない、コロナ禍で研究集会が少ない中、研究成果を公表し、有意義な議論をすることができた。
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