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2019 年度 実績報告書

リポクオリティが演出する膜の形態と性質

計画研究

研究領域脂質クオリティが解き明かす生命現象
研究課題/領域番号 15H05902
研究機関順天堂大学

研究代表者

藤本 豊士  順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (50115929)

研究分担者 末次 志郎  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70345031)
研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワード膜脂質 / 電子顕微鏡 / 脂質結合タンパク質 / F-BAR / エンドフィリン
研究実績の概要

1)酵母細胞膜のホスファチジルイノシトール4,5-2燐酸分布を凍結割断レプリカ標識電顕法(QF-FRL法)で詳細に解析し、エイソソームで裏打ちされた陥凹構造(MCC)に高度に集中することを明らかにした。MCCへの集中は静止期でさらに顕著になり、ATP欠乏条件で短時間培養した場合などでも維持された。一方、蛍光バイオセンサーを用いた方法では静止期、ATP欠乏条件では細胞膜のホスファチジルイノシトール4,5-2燐酸を検出できなかった。これらの結果は蛍光バイオセンサーがMCCのホスファチジルイノシトール4,5-2燐酸を認識できないことを示唆する。
2)エンドフィリンの脂質膜切断に関して、ライブイメージングなどにより、脂質膜の切断は、エンドフィリンの程よい強さの膜結合が、エンドフィリンの膜局在に偏りを生じさせることに依存することを見出した。この際に、エンドフィリンの膜への結合度は変化せず、解離のみが変化した。また、F-BARドメインのほとんどは、陥入膜形成に関与しているが、GAS7のF-BARドメインは、その特徴的なループ構造により、脂質膜表面で、平面状に重合し、脂質膜の電荷に依存して、ファゴサイトーシス構造を形成することを見出した。さらに、ARDを含むタンパク質の中にも、ANKHD1などの脂質の組成により異なる結合を示すものを見出した。ANKHD1の両親媒性ヘリックスに注目し、変異を導入し、両親媒性ヘリックス依存的な膜変形活性を見出した。すなわち、エンドフィリン、MTSS1、GAS7などのBARドメインを含むタンパク質やARDを含むタンパク質は、組織により異なるリポクオティの違いを認識できる可能性がある。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] ESCRT machinery mediates selective microautophagy of endoplasmic reticulum in yeast2020

    • 著者名/発表者名
      Schafer Jasmin A、Schessner Julia P、Bircham Peter W、Tsuji Takuma、Funaya Charlotta、Pajonk Oliver、Schaeff Katharina、Ruffini Giulia、Papagiannidis Dimitrios、Knop Michael、Fujimoto Toyoshi、Schuck Sebastian
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 39 ページ: -

    • DOI

      10.15252/embj.2019102586

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] オルガネラ膜上のリン脂質分子分布の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      辻琢磨、藤本豊士
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: - ページ: -

  • [雑誌論文] The membrane binding and deformation property of vaccinia virus K1 ankyrin repeat domain protein2020

    • 著者名/発表者名
      Kitamata Manabu、Hotta Mitsukuni、Hamada‐Nakahara Sayaka、Suetsugu Shiro
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 25 ページ: 187~196

    • DOI

      10.1111/gtc.12749

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of caveolae through cholesterol-depletion dependent tubulation by PACSIN2/Syndapin II2020

    • 著者名/発表者名
      Amir Aini Gusmira、Takemura Kazuhiro、Hanawa-Suetsugu Kyoko、Oono-Yakura Kayoko、Yasuhara Kazuma、Kitao Akio、Suetsugu Shiro
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2020.03.25.008854

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Predominant localization of phosphatidylserine at the cytoplasmic leaflet of the ER, and its TMEM16K-dependent redistribution2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Takuma、Cheng Jinglei、Tatematsu Tsuyako、Ebata Aoi、Kamikawa Hiroki、Fujita Akikazu、Gyobu Sayuri、Segawa Katsumori、Arai Hiroyuki、Taguchi Tomohiko、Nagata Shigekazu、Fujimoto Toyoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 ページ: 13368~13373

    • DOI

      10.1073/pnas.1822025116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarized PtdIns(4,5)P2distribution mediated by a voltage-sensing phosphatase (VSP) regulates sperm motility2019

    • 著者名/発表者名
      Kawai Takafumi、Miyata Haruhiko、Nakanishi Hiroki、Sakata Souhei、Morioka Shin、Sasaki Junko、Watanabe Masahiko、Sakimura Kenji、Fujimoto Toyoshi、Sasaki Takehiko、Ikawa Masahito、Okamura Yasushi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 ページ: 26020~26028

    • DOI

      10.1073/pnas.1916867116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電子顕微鏡を用いた観察2019

    • 著者名/発表者名
      辻琢磨、藤本豊士
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 別冊 ページ: 260-267

  • [雑誌論文] PACSIN2 Interacts with Nonstructural Protein 5A and Regulates Hepatitis C Virus Assembly2019

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Lap P.、Tran Si C.、Suetsugu Shiro、Lim Yun-Sook、Hwang Soon B.
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 94 ページ: -

    • DOI

      10.1128/JVI.01531-19

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Phagocytosis is mediated by two-dimensional assemblies of the F-BAR protein GAS72019

    • 著者名/発表者名
      Hanawa-Suetsugu K、Itoh Y、Ab Fatah M、Nishimura T、Takemura K、Takeshita K、Kubota S、Miyazaki N、Wan Mohamad Noor Wan Nurul Izzati、Inaba Takehiko、Nguyen Nhung Thi Hong、Hamada-Nakahara S、Oono-Yakura K、Tachikawa M、Iwasaki K、Kohda D、Yamamoto M、Kitao A、Shimada A、Suetsugu S
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12738-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Membrane-Deformation Ability of ANKHD1 Is Involved in the Early Endosome Enlargement2019

    • 著者名/発表者名
      Kitamata Manabu、Hanawa-Suetsugu Kyoko、Maruyama Kohei、Suetsugu Shiro
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 17 ページ: 101~118

    • DOI

      10.1016/j.isci.2019.06.020

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Membrane Deformation Switching of an Endocytic Protein by Membrane Electrostatic Charge and Packing2019

    • 著者名/発表者名
      Kida Kazuki、Kitamata Manabu、Ikeda Kazutaka、Takemura Kazuhiro、Inaba Takehiko、Hayashi Yugo、Hanawa-Suetsugu Kyoko、Kamikubo Hironari、Kitao Akio、Arita Makoto、Suetsugu Shiro
    • 雑誌名

      SSRN Electronic Journal

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.2139/ssrn.3471315

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 脂質の細胞生物学 ~脂肪滴と脂質ドメインの解析~2020

    • 著者名/発表者名
      藤本豊士
    • 学会等名
      The Future of Diabetes Conference 2020
    • 招待講演
  • [学会発表] Phospholipid landscape in cellular membranes2019

    • 著者名/発表者名
      Toyoshi Fujimoto
    • 学会等名
      60th ICBL LipoQuality Satellite Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The role of the lipid composition on the membrane deformation by the BAR domain proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Shiro Suetsugu
    • 学会等名
      EMBO Workshop Caveolae and nanodomains: Translating structural principles and dynamics into function
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The mode switch of endophilin membrane deformation based on packing-defects and electrostatic charge2019

    • 著者名/発表者名
      Shiro Suetsugu
    • 学会等名
      60th ICBL LipoQuality Satellite Symposium
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-03-11  

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