スフィンゴ脂質による生体膜ドメイン形成と多機能シグナリング

• 研究課題/領域番号: 12140101
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 五十嵐 靖之 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (70091965)
• 研究分担者: 平林 義雄 理化学研究所, 脳科学総合研究センター, ユニットリーダー (90106435) ; 小堤 保則 京都大学, 生命科学研究所, 教授 (70205425) ; 永井 克孝 三菱化学生命科学研究所, 所長 (80072974) ; 清水 孝雄 東京大学, 医学部, 教授 (80127092) ; 西島 正弘 感染症研究所, 細胞化学部, 部長 (60072956)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 26,400千円 (直接経費: 26,400千円); 2004年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円); 2003年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円); 2002年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円); 2001年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
• キーワード: スフィンゴ脂質 / 糖脂質 / スフィンゴシン1-リン酸 / セラミド / スフィンゴシンキナーゼ / 細胞膜ミクロドメイン / シグナル伝達 / G蛋白質 / アポトーシス / 細胞内脂質輸送 / スフィンゴシン1 リン酸

研究概要

この1年間に本領域研究は順調に進展しており、各班独自の研究成果に基づく班員相互の連携による共同研究でもいくつか成果をあげている。これまでに領域全体でこの1年間にNature, JBCなどの国際一流誌73報の原著論文が発表された。更に7月には世界中から40名近くの研究者を招き200名規模のスフィンゴ脂質国際シンポジウムを札幌で開催しこれを成功させた。この1年の特記すべき成果としては、(1)セラミドをERからゴルジ体に運搬する遺伝子CERT(Nature)の基質特異性や運搬機構の解析を引き続き押し進めた。(2)スフィンゴ脂質合成に必須の前駆体であるセリンの合成酵素遺伝子のプルキンエ組織特異的ノックアウトマウスを作ることに成功し、新規糖脂質を発見した(3)ゼブラフィッシュ初期発生系における中性セラミダーゼの役割をノックアウト動物を作製して示した(4)スフィンゴ脂質合成阻害作用を持つ免疫抑制剤であるISP-1の酵母の耐性遺伝子SLI1の作用機構を更に検討した。(5)動物細胞スフィンゴミエリン合成酵素のクローニングに成功した(6)酵母細胞膜の非対称性維持機構の存在,特にスフィンゴ脂質とグリセロリン脂質のクロストーク機構の存在を初めて示した(MBC,2004)(7)哺乳類スフィンゴ脂質代謝のうちで最後まで残されていた3-ケトヒドロキシスフィンゴシン還元酵素(FTV-1)のクローニングに成功した、酵母細胞スフィンゴシンキナーゼのリン酸化機構とその分解における役割を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] CERT mediates intermembrane transfer of various molecular species of ceramides. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kumagai K.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. (In press)
• [雑誌論文] Targeted disruption of the mouse 3-phosphoglycerate dehydrogenase gene causes severe neurodevelopmental defects and results in embryonic lethality. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 3573-3577
• [雑誌論文] Molecular cloning and functional analysis of zebrafish neutral ceramidase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 44012-44022
• [雑誌論文] SLI1 (YGR212W) is a major gene conferring resistance to sphingolipidbiosynthesis inhibitor ISP-1, and encodes an ISP-1 N-acetyltransferase in yeast (2004)
  • 著者名/発表者名: Momoi M.
  • 雑誌名: Biochem J. 381 ページ: 321-329
• [雑誌論文] Cross talk between sphingolipids and glycerophospholipids in the establishment of plasma memmbrane asymmetry. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kihara A.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 15(11) ページ: 4949-4959
• [雑誌論文] FVT-1 is a mammalian 3-ketodihydrosphingosine reductase with an active site that faces the cytosolic side of the endoplasmic Reticulum Membrane. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kihara A.
  • 雑誌名: J.Biol.Cell 279 ページ: 49243-49250
• [文献書誌] K.Hanada: "Molecular machinery for non-vesicular trafficking of ceramide"Nature. 246. 803-809 (2003)
• [文献書誌] Yoshida K.: "Targeted disruption of the mouse 3-phosphoglycerate dehydrogenase gene cause severe neurodevelopmental defects and results in embryonic lethality"J.Biol.Chem.. 279. 3573-3577 (2004)
• [文献書誌] Nagatsuka, Y.: "Carbohydrate-dependent signaling from the phosphatidyiglucoside-based microdomain induces granulocytic differentiation of HL60 cells"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100. 7454-7459 (2003)
• [文献書誌] M.Tani: "O-glycosylation of mucin-like domain retains the neutral ceramidase on the plasma membranes as a type II integral membrane protein"J.Biol.Chem.. 278(12). 10523-10530 (2003)
• [文献書誌] Momoi M.: "SLI1 (YGR212W) is a major gene conferring resistance to sphingolipid biosynthesis inhibitor ISP-1, and encodes ISP-1 N-acetyltransferase in yeas"Biochem J.. (In press).
• [文献書誌] S.Uemura: "Csg1p and newly identified Csh1p function in mannosylinositol phosphorylceramide synthesis by interacting with Csg2p"J.Biol.Chem.. 278(46). 45049-45055 (2003)
• [文献書誌] Hanada K.: "Purification of the serine palmitoyltransferase complex responsible for sphingoid base synthesis by using affinity-peptide chromatography techniques"J. Biol. Chem.. 257. 8409-8415 (2000)
• [文献書誌] Kakio, A.: "Interactions of amyloid beta-protein with various gangliosides in raft-like membranes : importance of GM1 ganglioside-bound form as an endogenous seed for Alzheimer amyloid"Biochemistry. 41・23. 7385-7390 (2002)
• [文献書誌] Furusato M.: "Molecular cloning and characterization of sphingolipid ceramide N-deacylase from a marine bacterium, Shewanella alga G8"J. Biol. Chem.. 277. 17300-17307 (2002)
• [文献書誌] Tani M.: "O-Glycosylation of mucin-like domain retains the neutral ceramidase on the plasma membranes as a type II integral membrane protein"J. Biol. Chem.. (In press).
• [文献書誌] Iwai K.: "Ceramide enhances H202-induced oxidative damage and apoptosis by caspase-3-dependent catalase depletion"J. Biol. Chem.. (In press).
• [文献書誌] Kihara A.: "Identification and characterization of a saccharomyces cerevisiae gene, RSB1, involved in sphingoid long-chain base release"J. Biol. Chem.. 277(In press). (2002)
• [文献書誌] Ogawa C.: "Identification and characterization of a novel human sphingosine 1-phosphate phosphohydrolase, hSPP2"J. Biol. Chem.. 278. 1268-1272 (2003)
• [文献書誌] Kohno T.: "N-glycans of sphingosine-1-phosphate receptor Edg1 regulate ligand-induced receptor internalization"FASEB J.. 16. 983-992 (2002)
• [文献書誌] Tagami S.: "Ganglioside GM3 participates in the pathological conditions of insulin resistance"J. Biol. Chem.. 277. 3085-3092 (2002)
• [文献書誌] Kihara A.: "Transmembrane topology and functions of sphingoid long-chain 1-phosphate phosphatase"Gene to Cells. (In press). (2003)
• [文献書誌] Kihara A.: "Sphimgosine 1-phosphatelyase, SPL, is involved in differentiation of F9 embryonal carcinoma cells toward promitive endoderm"J. Biol. Chem.. (In press). (2003)
• [文献書誌] 五十嵐靖之: "マイクロドメイン形成と細胞のシグナリング"共立出版. 551 (2003)
• [文献書誌] Kazuya Kabayama: "Suppression of Integrin Expression and Tumorigenicity by Sulfation of Lactosvlceramide in 3LL Lewis Lung Carcinoma Cells"The Journal of Biological Chemistry. 276(29). 26777-26783 (2001)
• [文献書誌] Seiichi Tagami: "Ganglioside GM3 Participates in the Pathological Conditions of Insurin Resistance"The Journal of Biological Chemistry. 277(5). 3085-3092 (2002)
• [文献書誌] Kimura T.: "Sphingosine 1-phosphate may be a major component of plasma lipoproteins responsible for the cytoprotective actions in human umbilical vein endothelial cells"The Journal of Biological Chemistry. 276(34). 31780-31785 (2001)
• [文献書誌] Ohmori T.: "G(i)-mediated Cas tyrosine phosphorylation in vascular endothelial cells stimulated with sphingosine 1-phosphate : possible involvement in cell motility enhancement in cooperation with Rho-mediated pathways"The Journal of Biological Chemistry. 276(7). 5274-5280 (2001)
• [文献書誌] Yasuda S.: "A novel inhibitor of ceramide trafficking from the endoplasmic reticulum to the site of sphingomyelin synthesis"The Journal of Biological Chemistry. 276(47). 43994-44002 (2001)
• [文献書誌] Takayuki Kohno: "N-glycans of Sphingosine 1-phosphate Receptor, Edg-1, Regulate Ligand Induced Receptor Internalization"FASEB Journal. (in press). (2002)
• [文献書誌] 五十嵐靖之 他編: "マイクロドメイン形成と細胞のシグナリング:スフィンゴ脂質の新しい生物機能"共立出版株式会社. 258 (2002)
• [文献書誌] Tomoko Funakoshi: "Reconstitution of ATP-and cytosol-dependent transport of de novo synthesized ceramide to the site of sphingomyelin synthesis in semi-intact cells."J.Biol.Chem.. 275. 29938-29945 (2000)
• [文献書誌] Tani M.: "Molecular cloning of the full-length cDNA encoding mouse neutral ceramidase-A NOBEL BUT HIGHLY CONSERVED GENE FAMILY OF NEUIRAL/ALKALINE CERAMIDASES."J.Biol.Chem... 275・15. 11229-11234 (2000)
• [文献書誌] Kondo T.: "Suppression of heat shock protein-70 by ceramide in heat shock-induced HL-60 cell apoptosis."J.Biol.Chem.. 275. 8872-8879 (2000)
• [文献書誌] Yatomi Y.: "Sphingosine 1-phosphate as a major bioactive lysophospholipid released from platelets and interacting with endothelial cells."Blood. 96. 3431-3438 (2000)
• [文献書誌] Furuya,S.: "L-Serine and glycine serve as major astroglia-derived trophic factors for cerebellar Purkinje neurons."Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 97. 11528-11533 (2000)
• [文献書誌] Kanazawa T.: "Inhibition of cytokinesis by a lipid metabolite, psychosine."J Cell.Biol. 149. 943-950 (2000)