脂質ドメイン形成の情報伝達機序および生理的意義の解明

• 研究課題/領域番号: 16K15056
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 統合動物科学
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 藤田 秋一 鹿児島大学, 農水産獣医学域獣医学系, 教授 (60282232)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 脂質 / 脂肪 / 微細局在 / 電子顕微鏡 / オートファジー / 酵母 / 急速凍結 / 凍結割断 / 生体膜 / 微細分布 / オートファゴソーム / ホスファチジルイノシタイド / フリーズフラクチャー / ナノスケール / イノシトールリン脂質 / 細胞内オルガネラ / シグナル伝達 / 免疫電子顕微鏡法

研究成果の概要

全ての生物は細胞から出来ている。細胞は主に蛋白質、脂質、糖および遺伝子から構成されている。最近の分子生物学の飛躍的な発展により、DNA・RNAと蛋白質についての知見は急速に増加している。しかしながら、生体膜を構成する主成分である膜脂質（脂質二重層）に関しては有力な解析技術が少ないために、まだまだ未知の点が多く残されている。私たちは脂質を観る新たな技術（QF-FRL法）を開発し、電子顕微鏡を用いて生体膜における微細構造レベルでの膜脂質の分布解析を可能にした。QF-FRL法を用いることにより、ホスファチジルイノシトール4リン酸が物質代謝に重要なオートファジーで重要な役割を担うことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

私たちは脂質を観る新たな技術（急速凍結・凍結割断レプリカ標識法）を開発し、電子顕微鏡を用いて生体膜における微細構造レベルでの膜脂質の分布解析を可能にした。この技術は膜脂質の機能解明に大きく貢献し、生命機能解明への新たなアプローチを提供できると考えている。さらにこのアプローチによりもたらされた知見は、脂質代謝異常をはじめ様々な疾患の原因や病態の解明に役立つものと期待している。

研究成果

• [国際共同研究] Harvard University(米国)
• [国際共同研究] Harvard University(米国)
• [雑誌論文] Nanoscale domain formation of phosphatidylinositol 4-phosphate in the plasma and vacuolar membranes of living yeast cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomioku KN, Shigekuni M, Hayashi H, Yoshida A, Futagami T, Tamaki H, Tanabe K, Fujita A.
  • 雑誌名: Eur J Cell Biol 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 269-278
  • DOI: 10.1016/j.ejcb.2018.03.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunoelectron Microscopy of Gangliosides (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuji Takuma、Fujita Akikazu、Fujimoto Toyoshi
  • 雑誌名: Methods in molecular biology 巻: 1804 ページ: 231-239
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-8552-4_11
  • ISBN: 9781493985517, 9781493985524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphatidylinositol 4‐phosphate on Rab7‐positive autophagosomes revealed by the freeze‐fracture replica labeling (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa Yuna、Yoshida Akane、Fujii Emi、Tomioku Kanna、Hayashi Hiroki、Tanabe Kenji、Fujita Akikazu
  • 雑誌名: Traffic 巻: 20 号: 1 ページ: 82-95
  • DOI: 10.1111/tra.12623
  • 査読あり
• [雑誌論文] Segregation of phosphatidylinositol 4-phosphate and phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate into distinct microdomains on the endosome membrane (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Akane、Hayashi Hiroki、Tanabe Kenji、Fujita Akikazu
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes 巻: 1859 号: 10 ページ: 1880-1890
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2017.06.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanoscale analysis reveals agonist-sensitive and heterogeneous pools of phosphatidylinositol 4-phosphate in the plasma membrane. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, A., Shigekuni, M., Tanabe, K., Fujita, A.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: 1858 号: 6 ページ: 1298-1305
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2016.03.011
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] PtdIns4KIIα generates endosomal PtdIns(4)P and is required for receptor sorting at early endosomes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Henmi, Y., Morikawa, Y., Oe, N., Ikeda, N., Fujita, A., Takei, K., Minogue, S., Tanabe, K.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 27 号: 6 ページ: 990-1001
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-08-0564
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] オートファゴソームにおけるホスファチルイノシトール4リン酸（PtdIns(4)P）の微細局在 (2018)
  • 著者名/発表者名: 黒川夕奈、林宏樹、富奥甘奈、藤田秋一
  • 学会等名: 日本獣医学会
• [図書] 獣医生化学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤田秋一
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考] 研究者詳細 - 藤田 秋一 - 鹿児島大学
  • URL: http://ris.kuas.kagoshima-u.ac.jp/html/100005509_ja.html
• [備考] 鹿児島大学共同獣医学部分子病態学分野
  • URL: http://www.vet.kagoshima-u.ac.jp/kadai/V-Mol/bunshibyoutai01/Welcome.html