2023 Fiscal Year Annual Research Report
Physiological significance of phospholipid asymmetry in Golgi membranes
| Project/Area Number |
19K06536
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
田中 一馬 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (60188290)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三岡 哲生 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助教 (60754538) [Withdrawn]
岸本 拓磨 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 特任講師 (70585158)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 脂質非対称性 / フリッパーゼ / ゴルジ体 / 小胞輸送 / 酵母 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
生体膜の脂質二重層では脂質が非対称に分布しているが、その生理的意義には不明な点が多い。私達は、出芽酵母をモデル系に用いて、脂質非対称性の形成に重要な役割を果たすフリッパーゼ（4型P-type ATPase）の機能に焦点を当てて解析している。その中で、ゴルジ体に局在するNeo1フリッパーゼ変異の致死性を抑圧する変異遺伝子として新規のゴルジ膜タンパク質Cfs1を見出している。Cfs1は酵母からヒトまで保存されているが、機能は明らかにされていない。そこで本研究では、Neo1とCfs1が制御するゴルジ体の諸機能を明らかにすることにより、ゴルジ体膜における脂質非対称性の生理機能を解明する。本年度は、Neo1フリッパーゼがゴルジ体で複合体を形成するDop1、Mon2タンパク質の遺伝子変異について解析を行った。cfs1変異は、dop1及びmon2変異の増殖欠損を抑圧したことに加え、neo1 dop1及びneo1 mon2二重変異株はneo1 cfs1変異株と同様に1M NaClといった高イオンストレスに対して増殖感受性を示した。
初年度からの本研究において、neo1 cfs1二重変異株は一見正常に増殖し、またゴルジ体からの小胞輸送も正常に生じるが、イオンストレスに対して脆弱であることが明らかになった。すなわち、neo1 cfs1変異株はゴルジ体のリン酸濃度異常や培地の高濃度NaCl存在下では、ゴルジ体から細胞膜への小胞輸送に欠損を示す。本研究で得られた成果を総合して考えると、フリッパーゼが形成する膜脂質非対称性はゴルジ体でのイオン輸送体や小胞輸送関連タンパク質が正常に機能するための脂質環境を制御している可能性が考えられる。従来、ゴルジ体やエンドソームに局在するフリッパーゼはその脂質輸送が輸送小胞の形成に直接関わるとのモデルが提唱されているが、本研究はそのようなモデルに対して疑問を提示するものである。
|
