| 研究課題/領域番号 |
19K06561
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43030:機能生物化学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
小原 圭介 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (30419858)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | Plasma membrane / lipid / lipid asymmetry / yeast / 細胞膜 / 脂質非対称 / 脂質 / 酵母 / 生体膜 / センサー / シグナル / Rim21 / Rim101 / 真菌感染症 / シグナル伝達 / ユビキチン化 / 出芽酵母 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞膜の脂質二重層では、内外層で脂質組成や役割が大きく異なる。その様な脂質非対称の維持や適切な調節は細胞の生存に必須である。申請者は、脂質非対称の状態変化を感知して適応反応を引き起こす脂質非対称センサータンパク質Rim21を同定し、そのシグナル伝達過程および細胞応答を解明してきた。残された最大の課題は、Rim21が脂質非対称の状態を感知してシグナルを発火する分子機構であり、本研究でその解明を行う。本研究の進展により、タンパク質ー生体膜相互作用の新たなパラダイムを提供できる。また、Rim21は真菌感染症の創薬標的として格好の性質を備えており、真菌感染症の予防・治療に寄与する知見も期待できる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、脂質非対称センサーRim21が細胞膜の脂質非対称変化を感知して、シグナル伝達を発火させる仕組みを研究した。その結果、Rim21のC末端細胞質領域に存在するセンサーモチーフおよびその周辺の荷電アミノ酸残基が、Rim21Cと細胞膜の相互作用に重要な役割を担っていることを強く示唆した。Rim21による脂質非対称モニタリングの分子機構に迫る成果である。
一方、細胞外のpH上昇、高塩濃度、高浸透圧などの細胞外物理化学ストレスが、細胞膜の脂質非対称変化をもたらし、Rim21に感知される可能性を示した。物理化学変数のセンサーという細胞膜の役割として新たな側面を浮き彫りにする発見である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞膜脂質非対称の調節は、細胞の生存に必須な基本的な性質であるにも関わらず、その状態がどの様にモニターされているかは未知のままである。本研究は、その様な細胞の基本機能の一端を明らかにする点で重要である。また、Rim21の様な多重膜貫通タンパク質が可溶性領域を触角の様に用いて膜表面の状態をモニターする例は知られておらず、本研究は「タンパク質ー生体膜相互作用」の新たなパラダイムとなり得る。
細胞膜が、細胞外物理化学変数の変化に対して巨大なセンサーとして働き、脂質非対称などの状態変化を通して各種センサータンパク質群に提示することを示唆し、細胞膜の役割そのものに新たな一面が加わる可能性を示した。
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