• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

アクチンと膜ナノドメインの協働による炭疽菌毒素の細胞侵入:1分子観察による解明

研究課題

研究課題/領域番号 16F16414
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 医化学一般
研究機関沖縄科学技術大学院大学 (2017-2018)
京都大学 (2016)

研究代表者

楠見 明弘  沖縄科学技術大学院大学, 膜協同性ユニット, 教授 (50169992)

研究分担者 LIU AN-AN  沖縄科学技術大学院大学, 膜協同性ユニット, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-11-07 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2018年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード受容体会合体 / ナノラフト / ガングリオシド / 糖鎖 / コレステロール / 細胞内取込み / プロテクティブアンティゲン / 1分子追跡 / ラフト相互作用 / アクチン重合 / エンドサイトシス / ラフト親和性受容体 / 受容体会合 / 安定ナノラフト領域 / シグナル変換 / 炭疽菌毒素PAサブユニット / 細胞内侵入
研究実績の概要

本研究の目的は、以下の作業仮説、すなわち、「ラフト親和性受容体では、受容体会合、安定ナノラフト領域形成、アクチン重合の3つの過程が協働的にはたらいて、シグナル変換と受容体の細胞内取込みを起こす」という仮説の成否を検証し、解明を進めることであった。具体的には、『炭疽菌毒素の受容体結合サブユニット(無毒)の細胞内侵入の初期過程』を研究パラダイムとした。毒素の細胞内への取り込みを担うサブユニットProtective Antigen(PA)が、膜貫通型受容体CMG2またはTEM8に結合すると、受容体からの細胞内シグナルが誘起され、毒素が結合した受容体は細胞内に取り込まれる。この過程と分子機構の解明を目指した。特に、PAからPA63が生成し、これが細胞内に取り込まれて感染が起こるので、取り込み機構を重点に検討した。
その結果、PA63の会合過程は複雑で、様々な制御機構が働くが、PA63の4量体とそれより大きな会合体には、ガングリオシドのGM1とGM3がコレステロール依存的にリクルートされて来ることが分かった。すなわち、PA63の4量体以上の会合体は、細胞膜上でのラフト形成の核となっていることが分かった。しかし、蛍光標識されたガングリオシドのGM1とGM3がPA会合体と共局在する時間は、それぞれ0.3秒程度と0.1秒程度と過渡的であった。すなわち、ラフトを形成する分子は、常に、外側の細胞膜バルク領域にある分子と交換していることが分かった。この結果は、以下を示唆している。すなわち、ラフト相互作用はGM1とGM3の両者に働くが、それに加えてGM1は、糖鎖の部分でPAかつ/またはPA受容体と直接に分子間相互作用をおこなっている、ということである。一方、この結果は、PA会合体が誘起するラフトは数nmから10nm程度の直径であり、ラフト脂質が高速で出入りする動的ラフトであることを示唆している。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Raft-based sphingomyelin interactions revealed by new fluorescent sphingomyelin analogs2017

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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 receptor2016

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Study of Daam1 interaction with the plasma membrane, stress fibers, and signaling molecules using single-molecule microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      An-An Liu, Yuki M. Shirai, Taka A. Tsunoyama, Nao Hiramoto-Yamaki, Koichiro M. Hirosawa, Akihiro C. E. Shibata, Kenichi Kondo, Atsushi Tsurumune, Fumiyoshi Ishidate, Takahiro K. Fujiwara, and Akihiro Kusumi
    • 学会等名
      Bangalore Microscopy Course 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Actin Polymerization Signal Emitted at the Raft Nanodomains of the Clusters of the Anthrax-Toxin-Receptor Complex: a Single-Molecule Study2017

    • 著者名/発表者名
      An-An Liu
    • 学会等名
      The 55th Annual Meeting of the Japanese Biophysical Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-molecule tracking detection of very transient signaling molecular complexes.2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kusumi
    • 学会等名
      The Second Adriatic Symposium on Biophysical Approaches in Biomedical Studies.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultrafast single-molecule imaging for understanding signaling at the cell membrane2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kusumi
    • 学会等名
      1st Microscopy Mela: 8th International Bangalore Microscopy Course
    • 発表場所
      バンガロール(インド)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Very transient molecular interactions enable signal transduction: findings by single-molecule tracking2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kusumi
    • 学会等名
      Xth International Workshop on EPR in Biology and Medicine
    • 発表場所
      クラクフ(ポーランド)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2016-11-08   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi