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脂質非対称センシング機構の解明および応用研究の基盤形成

研究課題

研究課題/領域番号 16K07288
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機能生物化学
研究機関名古屋大学 (2017-2019)
北海道大学 (2016)

研究代表者

小原 圭介  名古屋大学, 理学研究科, 助教 (30419858)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード脂質非対称 / 細胞膜 / 出芽酵母 / バイオセンサー / 真菌感染症 / ストレス応答 / 酵母 / タンパク質分解 / センサー / 脂質 / センシング / Rim101
研究成果の概要

本研究では、細胞膜脂質非対称の状態変化を感知するセンサータンパク質Rim21に着目して研究を行った。その結果、Rim21の脂質非対称センサーモチーフが酸性脂質と相互作用することを通して脂質非対称の状態変化を感知することを示唆したほか、Rim21が受ける糖鎖修飾の役割を解明した。
また、脂質非対称の状態変化を生きた酵母細胞で検出可能なバイオセンサーを作製し、さらに系統的な変異解析によってS/N比を向上させた。
Rim21が発するシグナル伝達は真菌感染症の創薬標的と成り得るが、そのシグナル伝達の活性化や不活性化機構の一端を解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で行ったRim21による脂質非対称感知機構に関する提案は、タンパク質と脂質の相互作用に関する新たなパラダイムと成り得る。
本研究で開発した脂質非対称バイオセンサーは、生きた細胞での脂質非対称変化の追跡という、これまで不可能であったアプローチを可能とする。今後、動植物細胞で利用可能なバイオセンサーの開発などを通して、脂質非対称研究のボトルネックであった生細胞でのリアルタイム解析を達成し、分野の発展に大きく貢献する可能性がある。
本研究で明らかにしたRim101経路の不活性化機構は、真菌感染症の創薬に寄与する知見となる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] <i>N</i>-glycosylation of Rim21 at an Unconventional Site Fine-tunes Its Behavior in the Plasma Membrane2020

    • 著者名/発表者名
      Obara K, Kotani T, Nakatogawa H, Kihara A, Kamura T
    • 雑誌名

      Cell Structure and Function

      巻: 45 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1247/csf.19021

    • NAID

      130007784461

    • ISSN
      0386-7196, 1347-3700
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Loop 5 region is important for the activity of the long-chain base transporter Rsb1.2017

    • 著者名/発表者名
      Makuta H, Obara K, Kihara A
    • 雑誌名

      Journal of Biochemistry

      巻: VOL 161 ページ: 207-213

    • DOI

      10.1093/jb/mvw059

    • NAID

      120006401452

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Rim101 pathway contributes to ER stress adaptation through sensing the state of plasma membrane.2017

    • 著者名/発表者名
      Obara K, Kihara A
    • 雑誌名

      Biochemical Journal

      巻: VOL 474 号: 1 ページ: 51-63

    • DOI

      10.1042/bcj20160580

    • NAID

      120006374981

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 脂質非対称性の感知機構から見えてきた細胞膜の新たな役割2020

    • 著者名/発表者名
      小原圭介
    • 学会等名
      第72回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of a biosensor for the plasma membrane lipid asymmetry.2019

    • 著者名/発表者名
      Obara K, Yasuda A and Kamura T
    • 学会等名
      29th International Conference on Yeast Genetics and Molecular Biology (ICYGMB)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞外刺激と細胞膜脂質非対称の関係性の解析2019

    • 著者名/発表者名
      安田有那、小原圭介、嘉村巧
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞膜脂質非対称バイオセンサーの開発2019

    • 著者名/発表者名
      小原圭介、安田有那、嘉村巧
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質学会年会・第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ユビキチン化を介した細胞膜脂質非対称シグナリング2019

    • 著者名/発表者名
      小原圭介、嘉村巧
    • 学会等名
      第2回ユビキチン研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞膜脂質非対称バイオセンサーの開発2019

    • 著者名/発表者名
      小原圭介、安田 有那、嘉村巧
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞膜脂質非対称バイオセンサー開発の試み2018

    • 著者名/発表者名
      安田有那、小原圭介、嘉村巧
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞膜脂質非対称センサーが細胞内外のストレスを感知する仕組み2017

    • 著者名/発表者名
      小原 圭介
    • 学会等名
      日本遺伝学会第89回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞膜脂質非対称の感知機構と細胞応答の解明2017

    • 著者名/発表者名
      小原 圭介
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞膜脂質非対称センシング機構と細胞応答2016

    • 著者名/発表者名
      小原 圭介、西野 佳菜子、内堀 健矢、山内 佐織、木原 章雄
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sensing mechanism of alterations in plasma membrane lipid asymmetry and external alkalization.2016

    • 著者名/発表者名
      Obara K, Nishino K, Kihara A
    • 学会等名
      14th International Congress on Yeasts (ICY14)
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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