2020 Fiscal Year Annual Research Report
Physiological roles of lipid asymmetry in biological membranes mediated by lipid flippases
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20H03209
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
申 惠媛 京都大学, 薬学研究科, 准教授 (10345598)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 生体膜 / 脂質二重層 / 細胞極性 / フリッパーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生細胞における一過的ホスファチジルセリン（PS）露出を含む膜脂質の動的変化の生理的意義を明らかにするため、P4-ATPaseを中心にI.細胞運動およびII.神経内分泌細胞の分泌顆粒の放出におけるシグナル依存的なPSの露出・回復および他の膜脂質の動的変化のメカニズムを明らかにすることを目的とした。
本年度では、細胞運動において極性局在を示すATP11C-b（PSフリッパーゼ）の結合タンパク質として同定したezrinとの関係を明らかにした。ATP11C-bがezrinのFERMドメインに結合することを示し、活性型ezrinと結合することを示した。さらに活性型ezrinもATP11C-bと同様の極性局在を示すことを明らかにした。ATP11Cのノックアウト細胞およびそのRescue細胞の解析やezrinおよびezrinを含む3種類のERMのノックダウン実験により、ATP11C-bやezrinの極性局在は相互依存的であることを明らかにした。さらに、細胞膜直下のF-アクチンを可視化するプローブを用いた実験により、ezrinが細胞膜直下のアクチン骨格と膜タンパク質のATP11C-bを架橋することで極性局在を維持することを示唆した。一方で、ATP11Cのノックアウトによって細胞運動には顕著な影響がないことから、細胞運動においては必須ではない可能性あるいは補償機構がある可能性が考えられた。これらの研究内容を投稿した。
さらに、ATP10やATP11ファミリーの細胞内局在を決定するそれぞれのN末やC末のサイトゾル領域を明らかにした。特にその領域に存在するATP10Bの輸送シグナルモチーフを明らかにし、論文として発表した。
一方で、特定のP4-ATPaseがタンパク質の定形型分泌経路に関与することや非定形型分泌経路に重要なタンパク質と結合することを見出した。これらの研究は今後の課題である。
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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
細胞膜ホスファチジルセリン(PS)の非対称性を調節するATP11C-bアイソフォームが細胞運動時に細胞膜の特定部位に局在（極性局在）することを発見し、結合タンパク質（エズリン）を同定してその極性局在の分子機構を明らかにし、投稿した。さらに、P4-ATPaseの局在におけるATPaseサイクルの関与、および特定P4-ATPaseの局在メカニズムを明らかにし、論文として発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
分泌経路におけるP4-ATPaseの役割を検証する。神経内分泌細胞の分泌顆粒が細胞膜と融合する際、その場所でPSが露出することが報告されているが、P4-ATPasの関与は全く不明である。今後、定形型分泌経路および非定形型分泌経路におけるP4-ATPaseの機能およびその分子メカニズムを明らかにしていく。
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[Journal Article] The N- or C-terminal cytoplasmic regions of P4-ATPases determine their cellular localization.2020
Author(s)
Okamoto, S., Naito, T., Shigetomi, R., Kosugi, Y., Nakayama, K., Takatsu, H., and Shin, H.-W.
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Journal Title
Molecular Biology of the Cell
Volume: 31
Pages: 2115-2124
DOI
Peer Reviewed
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