2016 Fiscal Year Annual Research Report
Roles of membrane lipids in the formation of microvilli
Publicly Offered Research
| Project Area | Quality of lipids in biological systems |
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| Project/Area Number |
16H01362
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
池ノ内 順一 九州大学, 理学研究院, 教授 (10500051)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 微絨毛 / 脂質 / アクチン細胞骨格 / スフィンゴミエリン / コレステロール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微絨毛は、単層上皮細胞のアピカル表面に見られる形質膜の突起構造である。微絨毛は、外界と細胞内との物質の交換に関わる表面積を拡大するという役割を果たす以外にも、様々なトランスポーターやチャネルが微絨毛に集積しており、細胞内シグナル情報伝達の場として機能する細胞膜ドメインであると考えられている。微絨毛はアクチンフィラメントの束に裏打ちされた細胞膜構造である。培養上皮細胞の微絨毛は、12～15分のサイクルで伸長と退縮を繰り返す動的な挙動を示すのに対し、内耳の有毛細胞の微絨毛である不動毛は、常に長さが一定に保たれている。微絨毛の形成や退縮を制御するメカニズムには、多くの不明な点が残されている。微絨毛の形成に必須のタンパク質として、これまでにアクチンフィラメントと形質膜を繋ぐリンカータンパク質であるERM(Ezrin/ Radixin/ Moesin)ファミリーのタンパク質、アクチンフィラメント同士を束化するFimbrinやVillinが報告されている。私たちの先行研究において、上述のタンパク質だけでなく、微絨毛の形質膜外層に集積しているスフィンゴミエリンが微絨毛の維持に必須であることが明らかになった。本研究提案では、微絨毛の先端を構成する分子群が、微絨毛が新たに形成される際の「核」として機能するのではないかと考え、微絨毛の形成メカニズムを解明することを目的として、微絨毛の先端の分子構築の解明とその機能解析を行った。スフィンゴミエリンを多く含む脂質二分子膜にはコレステロールが集積しやすいことが人工膜を用いた研究から明らかになっているため、微絨毛におけるコレステロールの分布を観察した。その結果、微絨毛の先端にコレステロールが集積していることを見出した。さらに微絨毛に存在する様々な膜タンパク質の局在を観察したところ、機能未知の5回膜貫通タンパク質が微絨毛先端に位置することを見出した。
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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
微絨毛先端に局在する脂質と膜タンパク質を同定した。これらが微絨毛形成の核として機能するかについて、引き続き検討を進めていきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
微絨毛の先端に局在するコレステロールと今回見出した膜タンパク質が微絨毛の形成に関与するのかについて検証を行う。具体的には、細胞内でのコレステロールの生合成を阻害、もしくは形質膜外層のコレステロールを除去した結果、微絨毛が減少するか否か検討を行う。また、微絨毛の先端に局在する分子群を網羅的に同定する方法についても検討を進める予定である。
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| Remarks |
研究代表者の研究室の研究成果及び成果報告に関するホームページ
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