Exploration of membrane curvature sensing protein using a series of spherical supported lipid bilayers

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01725
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Tanaka Masayoshi 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60533958)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大河内 美奈 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70313301)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 膜曲率認識タンパク質 / プロテオーム解析

Outline of Final Research Achievements

In the mechanism of structural control of various curved biological membranes observed within cells, "membrane curvature-sensing proteins" that interact with and control the structure of membranes with specific curvatures play an important role. The representative, Tanaka, has been advancing the development of comprehensive exploration techniques for these membrane curvature-sensing proteins.

In this study, we conducted functional analysis of candidate proteins that have been identified so far and identified the lipids that contribute to the expression of curvature-sensing ability of the target proteins. Furthermore, we expanded the search to the prokaryotic cell Escherichia coli, identified novel membrane curvature-sensing proteins, and elucidated the universality of membrane curvature-sensing proteins across a wide range of organisms.

Free Research Field

生体分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞形態と機能発現の相互関係が近年注目されている。本研究では、この細胞膜の構造を決める膜の曲率認識タンパク質を探索する手法を開発し、この手法が大腸菌などの原核生物にも適用できることを示した。また、がん細胞から同定されたタンパク質が曲率認識能の発現に重要な役割を果たす脂質分子を特定した。今後、これらの機能をさらに詳細に明らかにすることで、がんマーカーやがんの悪性度の指標となるようなタンパク質が同定できることが期待される。このような技術が報告された例はなく、今後、様々な生物から膜構造を決めるタンパク質が見つかり、病気の原因となるタンパク質などを特定できると期待される。