生体膜脂質の恒常性維持機構の解析

• 研究課題/領域番号: 18K05433
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38030:応用生物化学関連
• 研究機関: 京都薬科大学 (2021); 京都大学 (2018-2020)
• 研究代表者: 長尾 耕治郎 京都薬科大学, 薬学部, 准教授 (40587325)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 脂肪酸 / リン脂質 / 脂肪酸不飽和化酵素 / ショウジョウバエ / DESAT1 / Phospholipid / Drosophila / fatty acid / phospholipid

研究成果の概要

生物にとって重要な生体膜の機能や構造は生体膜の構成成分である脂質から強い影響を受ける。このため、生物は生体膜の脂質組成を積極的に制御していると考えられるが、その分子機構はよくわかっていない。本研究では、生体膜の脂質組成が単純であり、尚且つ遺伝子重複が少ないショウジョウバエを用いて、生体膜脂質の制御機構の解析を行った。先ず、脂質組成を改変したモデル細胞を作製するために、脂肪酸に二重結合を導入する⊿9脂肪酸不飽和化酵素DESAT1の欠損細胞を樹立した。さらに、DESAT1欠損細胞において、不飽和脂肪酸含量の変化に応答して発現変動する因子を数多く発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は“細胞は生体膜の脂質組成の変化をどのように感知し適応するのか”という疑問を明らかにすることで、生体膜脂質の恒常性維持機構の理解へ貢献する。

研究成果

• [雑誌論文] Cell-autonomous control of intracellular temperature by unsaturation of phospholipid acyl chains (2022)
  • 著者名/発表者名: Murakami A., Nagao K., Sakaguchi R., Kida K., Hara Y., Mori Y., Okabe K., Harada Y., Umeda M.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 38 号: 11 ページ: 110487-110487
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110487
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Extreme deformability of insect cell membranes is governed by phospholipid scrambling (2021)
  • 著者名/発表者名: Shiomi A., Nagao K., Yokota N., Tsuchiya M., Kato U., Juni N., Hara Y., Mori M.X., Mori Y., Ui-Tei K., Murate M., Kobayashi T., Nishino Y., Miyazawa A., Yamamoto A., Suzuki R., Kaufmann S., Tanaka M., Tatsumi K., Nakabe K., Shintaku H., Yesylevsky S., Bogdanov M., Umeda M.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 35 号: 10 ページ: 109219-109219
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109219
  • NAID: 120007052731
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Functional expression of Δ12 fatty acid desaturase modulates thermoregulatory behaviour in Drosophila (2020)
  • 著者名/発表者名: Takuto Suito, Kohjiro Nagao, Kenichi Takeuchi, Naoto Juni, Yuji Hara, Masato Umeda
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 11798-11798
  • DOI: 10.1038/s41598-020-68601-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Changes in the physicochemical properties of fish cell membranes during cellular senescence (2020)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Shiomi, Kohjiro Nagao, Hisae Kasai, Yuji Hara, Masato Umeda
  • 雑誌名: BIOSCIENCE, BIOTECHNOLOGY, AND BIOCHEMISTRY 巻: 84 号: 3 ページ: 583-593
  • DOI: 10.1080/09168451.2019.1695576
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structure and Function of Δ9-Fatty Acid Desaturase (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagao, K., Murakami, A., Umeda, M.
  • 雑誌名: ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＆ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＢＵＬＬＥＴＩＮ 巻: 67 号: 4 ページ: 327-332
  • DOI: 10.1248/cpb.c18-01001
  • NAID: 130007621738
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • 年月日: 2019-04-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Different mechanisms for selective transport of fatty acids using a single class of lipoprotein in Drosophila (2019)
  • 著者名/発表者名: Naoya Matsuo, Kohjiro Nagao, Takuto Suito, Naoto Juni, Utako Kato, Yuji Hara, Masato Umeda
  • 雑誌名: Journal of Lipid Research 巻: 60 号: 7 ページ: 1199-1211
  • DOI: 10.1194/jlr.m090779
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 膜脂質代謝を介する細胞内温度の制御機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 長尾 耕治郎, 村上 光, 岡部 弘基, 坂口 怜子, 原田 慶恵, 梅田 眞郷
  • 学会等名: Biothermology Workshop 2019
  • 招待講演
• [学会発表] CPT1に依存しないミトコンドリアへの脂肪酸輸送機構解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 長尾耕治郎, 大平直義, 石井隆太, 葭原啓, 小西翔, 従二直人, 原雄二, 梅田眞郷
  • 学会等名: 第61回 日本脂質生化学会
• [学会発表] CPT1-Independent Fatty Acid Transport for Mitochondrial β-Oxidation in Drosophila melanogaster (2019)
  • 著者名/発表者名: Kohjiro Nagao, Naoyoshi Ohira, Ryuta Ishii, Keita Yoshihara, Sho Konishi, Naoto Juni, Yuji Hara, Masato Umeda
  • 学会等名: 60th ICBL
  • 国際学会