2016 Fiscal Year Research-status Report
蛍光イメージングによるエンドサイトーシス経路の網羅的解析
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26440067
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| Research Institution | Tokyo University of Technology |
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Principal Investigator |
十島 純子 東京工科大学, 医療保健学部, 教授 (00431552)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
十島 二朗 東京理科大学, 基礎工学部生物工学科, 教授 (00333831)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | エンドサイトーシス / 細胞内輸送 / クラスリン小胞 / エンドソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で研究代表者は、スクリーニングにより同定したエンドサイトーシス経路に異常を示す196種類の遺伝子欠損変異体について、表現型に基づいたクラス分けを行い（A,B,C）、それぞれのクラスの主要な遺伝子について解析を行っている。H28年度は計画に沿って以下の研究を実施した。
1. 細胞膜上におけるクラスリン小胞の形成機構(クラスA)
クラスリン小胞の形成はクラスリンをはじめとする多くのタンパク質の細胞膜への集積が必要であるが、これらのタンパク質が細胞膜上のどの部分を認識して集積するのかについては不明であるため、本年度の研究においてはこれらの解析を行った。その結果、細胞膜脂質成分であるホスファチジルセリン (PS)の合成酵素であるCHO1遺伝子の欠損変異体ではPS量が著しく減少しており、クラスリン小胞を介した積み荷の細胞内への取り込み効率が著しく低下することを明らかにした。また、イノシトールリン脂質 (PI) 代謝酵素関連遺伝子であるPI4キナーゼStt4p、およびPI4P 5キナーゼMss4pの変異体についても、積み荷の取り込みに著しい異常が認められた。これらの結果は細胞膜の脂質組成がクラスリン小胞形成や細胞内輸送にも関与していることを示唆している。
2. クラスリン小胞の初期エンドソームへの輸送機構 (クラスB)
クラスリン結合タンパク質であるPan1（哺乳類 Eps15ホモログ）の変異体ではクラスリン小胞の脱被覆に異常が見られ、pan1変異体ではクラスリン小胞とアクチンケーブル、さらに初期エンドソームの結合が安定化することを見出した（Toshima et al., eLife. 2016）。この結果は、クラスリン小胞とエンドソームの融合がアクチンケーブル上で起こることを示している。現在、クラスリン小胞とアクチンケーブルの結合を仲介する因子の同定を試みている。
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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
これまでの研究で研究代表者は、酵母細胞を用いた蛍光エンドサイトーシスマーカーによるスクリーニングを行い、エンドサイトーシス経路に異常を示す遺伝子欠損変異体を単離した。本研究では、これらの変異体の表現型に基づく分類を行った上でそれぞれの解析を行い、これまで多くの興味深い結果を得た。一部の結果は既に学術論文として発表し、また国内外の学会でも発表してきた。この様に、酵母細胞の変異体の解析は研究計画に沿って大変順調に進んでいる。一方、出芽酵母で明らかになった分子機構について、哺乳類において同様の機構が存在することを調べる研究課題については、現在哺乳類細胞を用いた実験の準備を行っている段階である。研究全体としては、概ね順調に進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も研究計画に沿って、スクリーニングにより同定したエンドサイトーシス経路に異常を示す遺伝子欠損変異体の解析と、哺乳類細胞におけるエンドサイトーシス機構の解明を目指す。一方、解析の進行に伴い、多くの興味深い結果を得ると同時に、新たな課題も明らかになってきた。「細胞膜脂質成分のエンドサイトーシスにおける役割」については、イノシトールリン脂質のリン酸化代謝がどのようにエンドサイトーシスを制御しているのか、についてさらに解析を進める。また、「クラスリン小胞の初期エンドソームへの輸送機構」については、クラスリン小胞、エンドソームがそれぞれどのようにアクチンフィラメントに結合し、さらにその上を移動しているのか、を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
H28年度は研究指導する学生の数が少なく、当初の見込みよりも分子生物学実験試薬やプラスッチク製品などの研究費の使用量が減少した。一方、H29年度は学生数が増えるため、これらの研究費の使用量が増加することが見込まれる。今回生じた「次年度使用額」はこれに充てる予定である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H29年度の物品費として使用する予定である。主に分子生物学実験試薬やガラス・プラスチック器具などに使用する予定である。
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