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生体膜の疎水性領域を可視化する新規凍結割断レプリカ標識法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K19252
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分42:獣医学、畜産学およびその関連分野
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)

研究分担者 正谷 達謄  岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (70614072)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード脂肪酸 / ナノスケール / 急速凍結 / フリーズフラクチャー / 電子顕微鏡 / 生体膜 / 脂質 / ナノスケール解析 / 微細局在 / 多価不飽和脂肪酸
研究開始時の研究の概要

本研究では急速凍結・凍結割断レプリカ標識(QF-FRL)法を改良することにより、新規凍結割断レプリカ標識法を開発し、今まで困難であった膜脂質の疎水性領域である各種脂肪酸の微細分布の解析を可能にすることを目的とする。近年、不飽和脂肪酸(UFA)の生体内での増加が発癌、癌転移、精神疾患、インスリン抵抗性の改善など種々の生理及び病理機能に関与することがわかってきた。UFAが、どのように細胞に作用して機能関与するのかなど作用機序は全く不明である。新規凍結割断レプリカ標識法を開発することにより、世界に先駆けて、UFAがもたらす生理的作用の機序解明の基礎的情報を獲得できると確信する。

研究成果の概要

理論的にはエッチングを行なって脂質二重層の疎水性領域を暴露したレプリカ薄膜を作成できると考えられる。しかしながらこのレプリカ薄膜では、アルキン化オレイン酸あるいはアルキン化アラキドン酸共に、生体膜において特異的な標識を得ることはできなかった。一方、エッチングをしなかった今までの方法(QF-FRL法)で作成したレプリカ薄膜では、ミトコンドリア膜においてアルキン化アラキドン酸のアルキン基を標識することに成功した。これらの結果から、生体膜に存在するアラキドン酸が親水性領域側にアルキン基、つまり脂肪酸の末端が露出していることが示唆される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、従来の方法とは逆に親水性頭部側から炭素を蒸着してレプリカを作成し、露出した膜脂質尾部の脂肪酸を標識する方法の開発を試みたが、現在までのところ予想したような結果は得られなかった。今後、この方法を開発するには課題は多く残るが、脂肪酸鎖の分布をナノスケールで明らかにすることができれば、これまでにない全く新しい知見を得られると確信している。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Harvard University(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Coordinated regulation of phosphatidylinositol 4-phosphate and phosphatidylserine levels by Osh4p and Osh5p is an essential regulatory mechanism in autophagy2024

    • 著者名/発表者名
      Muramoto Moe、Mineoka Nanaru、Fukuda Kayoko、Kuriyama Sayuri、Masatani Tatsunori、Fujita Akikazu
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes

      巻: 1866 号: 4 ページ: 184308-184308

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2024.184308

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique asymmetric distribution of phosphatidylserine and phosphatidylethanolamine in Toxoplasma gondii revealed by nanoscale analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Konishi Rikako、Fukuda Kayoko、Kuriyama Sayuri、Masatani Tatsunori、Xuan Xuenan、Fujita Akikazu
    • 雑誌名

      Histochemistry and Cell Biology

      巻: 160 号: 4 ページ: 279-291

    • DOI

      10.1007/s00418-023-02218-0

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Essential roles of phosphatidylinositol 4-phosphate phosphatases Sac1p and Sjl3p in yeast autophagosome formation2022

    • 著者名/発表者名
      Muramoto Moe、Yamakuchi Yuki、Konishi Rikako、Koudatsu Shiomi、Tomikura Hiromu、Fukuda Kayoko、Kuriyama Sayuri、Kurokawa Yuna、Masatani Tatsunori、Tamaki Hisanori、Fujita Akikazu
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids

      巻: 1867 号: 9 ページ: 159184-159184

    • DOI

      10.1016/j.bbalip.2022.159184

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 酵母細胞でのオートファジーにおけるオートファジックボディーの選択的崩壊機構とオートファジックボディー膜におけるホスファチジルセリンの選択的増加、2022

    • 著者名/発表者名
      山口優希、黒川夕奈、向達汐美、福田佳代子、正谷達謄、藤田秋一
    • 学会等名
      第96回 日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトmalaria原虫Plasmodium falciparumでのラフト主成分の糖脂質GM3の局在2022

    • 著者名/発表者名
      向達 汐美, 正谷 達謄, 小西 里可子, 黒川 夕奈, 山口 優希, 富奥 甘奈, 福田 佳代子, ハキミ ハッサン, 麻田 正仁, 金子 修, 藤田 秋一
    • 学会等名
      第96回 日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 鹿児島大学 共同獣医学部 分子細胞生物学 藤田秋一研究室

    • URL

      https://www.facebook.com/profile.php?id=100057246648140

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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