研究課題
特別研究員奨励費
神経細胞軸索の根元の細胞膜には『拡散障壁』があり、リン脂質でさえそこを動くことはできない。しかし私は、世界最速の超高速1蛍光分子観察(22μ秒分解能)を用いて、リン脂質の仲間であるGPIという脂質にアンカーされたタンパク質(GPIアンカー型受容体)が、拡散障壁内でリン脂質の数百倍も速くホップ拡散運動を行い、そこを通過できることを見出した。本研究の最大の目的はこの機構を解明することで、作業仮説は以下の通りである :『GPIアンカー型受容体には、通常のリン脂質と同様の拡散(ln-place拡散)に加えて、リン脂質のグリセロール骨格が膜外方向へずれたDisplaced拡散という未知の状態があり、Displaced状態では拡散障壁内の仕切り構造の影響が劇的に減るため、動き回れる』。さらに本仮説について我々は、Displacementが、GPIアンカー型タンパク質の親水性タンパク頭部と細胞外液との相互作用によって起こるのではないかと考え、前年度では、その可否を検証するため、GPIアンカー型受容体のタンパク部分をなくしたり、親水・疎水のバランスを変えたりしたモデル分子を用いて研究を進めた。そして、分子にアンカーされた親水性頭部が大きくなるほど分子の拡散は速くなり、神経細胞の拡散障壁さえも越えるようになるという、核心的な結果を得たのである。これらは、本研究の仮説を支持する非常に重要なデータとなり、さらに現在は、MD(分子動力学)シミュレーションによって、分子の親水性頭部の大きさとDispIaced拡散の起こりやすさの相関を検証しているところである。今後は速やかに論文を執筆し、拡散障壁が分子選択的なフィルターとして働く生物学的意義をも解明する予定である。
(抄録なし)
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巻: 15(In Press)(5月号) 号: 6 ページ: 583-612
10.1111/tra.12163
