高精度１分子観察による基本ユニットラフト仮説の検証

• 研究課題/領域番号: 15H04351
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 岐阜大学 (2017); 京都大学 (2015-2016)
• 研究代表者: 鈴木 健一 岐阜大学, 研究推進・社会連携機構, 教授 (50423059)
• 連携研究者: 安藤 弘宗 岐阜大学, 研究推進・社会連携機構, 教授 (20372518)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円); 2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2015年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
• キーワード: ラフト / １分子観察 / GPIアンカー型受容体 / 糖脂質 / シグナル伝達 / GPIアンカー型タンパク質 / 細胞膜ドメイン / 糖鎖 / 細胞・組織 / 生物物理 / 脂質 / 1分子計測

研究成果の概要

本研究では、生細胞膜上でラフト親和性の糖脂質やGPIアンカー型受容体(GPI-anchored receptor = GAR)が特異的ホモダイマーを形成し、ラフトの基本ユニットとなり、シグナル変換のプラットフォームとなるという仮説を検証した。
様々な糖脂質やGARが短寿命のホモダイマーを形成することを発見し、一般性があることを発見した。また、形成されたホモダイマーはすべて、脂質相互作用で安定化されていることを見出した。さらにこれらのホモダイマ―は、下流のシグナル伝達を誘起する、あるいは膜受容体活性を制御するための基本ユニットとしてはたらくことが示唆された。

研究成果

• [国際共同研究] 国立生命科学研究センター(NCBS)/幹細胞・再生医学研究所(inStem)(インド)
• [雑誌論文] Super-long single-molecule tracking reveals dynamic-anchorage-induced integrin function. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takaaki A. Tsunoyama, Yusuke Watanabe, Junri Goto, Kazuma Naito, Rinshi S. Kasai, Kenichi G. N. Suzuki, Takahiro K. Fujiwara, Akihiro Kusumi.
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 14 号: 5 ページ: 497-506
  • DOI: 10.1038/s41589-018-0032-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revealing the raft domain organization in the plasma membrane by single-molecule imaging of fluorescent ganglioside analogs. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kenichi G. N. Suzuki, Hiromune Ando, Naoko Komura, Akihiro Imamura, Hideharu Ishida, Makoto Kiso, Takahiro K. Fujiwara, Akihiro Kusumi.
  • 雑誌名: Methods in Enzymology 巻: 598 ページ: 267-282
  • DOI: 10.1016/bs.mie.2017.06.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Native prion protein homodimers are destabilized by oligomeric amyloid beta1-42 species as shown by single-molecule imaging. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sachin S. Tiwari, Yuki M. Shirai, Yuri L. Nemoto, Kumiko Kojima, Kenichi G. N. Suzuki.
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 29 号: 2 ページ: 106-111
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000000916
  • 査読あり
• [雑誌論文] ガングリオシドプローブの1分子観察によりラフト動態を探る (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 雑誌名: 生化学 巻: 89 号: 1 ページ: 121-125
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2017.890121
  • NAID: 40021119840
  • ISSN: 0037-1017
  • 年月日: 2017-02-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of fluorescent gangliosides for the studies of raft domains. (2017)
  • 著者名/発表者名: Naoko Komura, Kenichi G. N. Suzuki, Hiromune Ando, Miku Konishi, Akihiro Imamura, Hideharu Ishida, Akihiro Kusumi, Makoto Kiso.
  • 雑誌名: Methods in Enzymology 巻: 597 ページ: 239-263
  • DOI: 10.1016/bs.mie.2017.06.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of new ganglioside probes and unraveling of raft domain structure by single-molecule imaging. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi G. N. Suzuki, Hiromune Ando, Naoko Komura, Takahiro K. Fujiwara, Makoto Kiso, Akihiro Kusumi.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: 1861 号: 10 ページ: 2494-2506
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2017.07.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raft-based sphingomyelin interactions revealed by new fluorescent sphingomyelin analogs (2017)
  • 著者名/発表者名: Masanao Kinoshita, Kenichi GN Suzuki, Nobuaki Matsumori, Misa Takada, Hikaru Ano, Kenichi Morigaki, Mitsuhiro Abe, Asami Makino, Toshihide Kobayashi, Koichiro M Hirosawa, Takahiro K Fujiwara, Akihiro Kusumi, Michio Murata
  • 雑誌名: J Cell Biol 巻: 未定 号: 4 ページ: 1183-1204
  • DOI: 10.1083/jcb.201607086
  • NAID: 120005998045
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Raft-based interactions of gangliosides with a GPI-anchored receptor (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Komura, K. G. N. Suzuki, H. Ando, M. Konishi, M. Koikeda, A. Imamura, R. Chadda, T. K. Fujiwara, H. Tsuboi, R. Sheng, W. Cho, K. Furukawa, K. Furukawa, Y. Yamauchi, H. Ishida, A. Kusumi (Co-Corresponding Author), and M. Kiso
  • 雑誌名: Nat. Chem. Biol. 巻: in press 号: 6 ページ: 402-410
  • DOI: 10.1038/nchembio.2059
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Confined diffusion of transmembrane proteins and lipids induced by the same actin meshwork lining the plasma membrane (2016)
  • 著者名/発表者名: T. K. Fujiwara, Iwasawa, K., Kalay, Z., Tsunoyama, T. A. Y. Watanabe, Y. M. Umemura, H. Murakoshi, K. G. N. Suzuki, Y. L., Nemoto, N. Morone, A. Kusumi
  • 雑誌名: Mol. Cell Biol. 巻: 27 号: 7 ページ: 1101-1119
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-04-0186
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single-molecule imaging of signal transduction via GPI-anchored receptors (2016)
  • 著者名/発表者名: K. G. N. Suzuki
  • 雑誌名: Methods Mol. Biol. 巻: 1376 ページ: 229-238
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-3170-5_19
  • ISBN: 9781493931699, 9781493931705
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] New insights into the organization of the plasma membrane and its role in signal transduction (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, K. G. N.
  • 雑誌名: Int. Rev. Cell Mol. Biol. 巻: in press ページ: 67-96
  • DOI: 10.1016/bs.ircmb.2015.02.004
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 1分子観察によるラフト組織化と機能の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー生体膜の生物化学
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子観察によるガングリオシドのクラスター形成機構とEGF受容体活性制御機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 新学術領域研究「神経糖鎖生物学」最終班会議
  • 発表場所: JPタワー名古屋
  • 年月日: 2017-04-03
  • 招待講演
• [学会発表] 高精度1分子観察で初めて明らかになった細胞膜構造とシグナル伝達機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 第３回医薬獣連携研究会プログラム
  • 発表場所: 岐阜薬科大学
  • 年月日: 2017-01-27
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子観察で明らかになったガングリオシドクラスター形成とそのEGF受容体活性制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: ConBio2017
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞膜の組織化と機能：高精度１分子法による解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 名古屋大IGERセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 高精度1分子イメージングで明らかになったラフト組織化と機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 第10回セラミド研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Unraveling of raft organization and function by single-molecule imaging. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi G. N. Suzuki
  • 学会等名: International seminar on biophysics and chemical biology of biomembranes and lipid bilayers
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 細胞膜上での超高速1分子蛍光観察法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 第55回日本生物物理学会
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子観察で明らかになったガングリオシドのクラスター形成機構とEGF受容体活性制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 第59回日本脂質生化学会
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation mechanisms of EGF receptor activity by gangliosides as revealed by single-molecule imaging (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi G. N. Suzuki
  • 学会等名: The 8th Asian Community for Glycoscience and Glycotechnology Annual Conference
  • 発表場所: Jiangnan University, Wuxi, China
  • 年月日: 2016-10-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 1分子イメージングにより明らかになったガングリオシドの糖鎖相互作用によるEGF受容体活性制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2016年大会
  • 発表場所: 北里大学
  • 年月日: 2016-07-28
  • 招待講演
• [学会発表] Unraveling of raft organization and function by single-molecule imaging of new ganglioside probes (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi G. N. Suzuki
  • 学会等名: The 21st iCeMS International Symposium
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2016-06-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Raft organization and function revealed by single-molecule imaging of ganglioside probes (2016)
  • 著者名/発表者名: K. G. N. Suzuki
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Glyco-Neuroscience
  • 発表場所: 淡路国際会議場
  • 年月日: 2016-01-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ガングリオシド糖鎖相互作用が誘起するラフトの組織化と機能の１分子観察による解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] Unraveling raft organization and function by GPI-anchored receptors and gangliosides (2015)
  • 著者名/発表者名: K. G. N. Suzuki
  • 学会等名: Super-Resolution Seminar
  • 発表場所: inStem, バンガロール、インド
  • 年月日: 2015-11-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] １分子イメージングにより明らかになったラフト組織化と機能のための最初のステップ (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第７１回学術講演会
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2015-05-13
  • 招待講演
• [図書] Glycoscience: Biology and Medicine (2015)
  • 著者名/発表者名: K. G. N. Suzuki.
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: Springer
• [備考] 脂質の挙動をありのままに再現する蛍光プローブでラフトの形成機構を解明
  • URL: http://www.icems.kyoto-u.ac.jp/ja/news/3598
• [備考] 新しい糖脂質蛍光プローブを開発して細胞膜の"筏ナノドメイン"を解明
  • URL: https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/ja/news/2732
• [備考] 新しい糖脂質蛍光プローブを開発して細胞膜の”筏ナノドメイン”を解明
  • URL: http://www.icems.kyoto-u.ac.jp/j/pr/2016/04/05-nr.html