2021 年度研究成果報告書

ER exit siteでの GPIアンカー蛋白質選別輸送ゾーンの解析

計画研究

PDF

研究領域	細胞機能を司るオルガネラ・ゾーンの解読
研究課題/領域番号	17H06420
研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
配分区分	補助金
審査区分	生物系
研究機関	国立研究開発法人理化学研究所 (2018-2021) 東京大学 (2017)
研究代表者	中野明彦国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 副センター長 (90142140)
研究分担者	黒川量雄国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 専任研究員 (40333504)
研究期間 (年度)	2017-06-30 – 2022-03-31
キーワード	超解像ライブイメージング / GPIアンカー選別ゾーン
研究成果の概要	酵母におけるGPIアンカー型蛋白質の輸送ゾーンを可視化した。小胞体からゴルジ体への輸送を担うCOPII小胞はER exit site (ERES)と呼ばれる領域に集積する。GPIアンカー型と非GPIアンカー型の膜蛋白質は異なるERESに選択的に取り込まれ、小胞体における選別輸送ゾーンの存在が証明された。酵母では、GPIアンカーの脂質部分が極長鎖セラミド化される。脂肪酸鎖長の短いセラミドを小胞体膜に蓄積する変異株では、両者は同じERESに取り込まれ、セラミドの脂肪酸長が、GPIアンカー型蛋白質のERESでのゾーン選別に必須であることが明らかになった。
自由記述の分野	細胞生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	タンパク質の細胞内選別輸送は、細胞の生命活動に必須であり、組織・器官形成や環境応答に至るさまざまな高次生命機能を支えるきわめて重要な過程である。膜タンパク質の選別に膜脂質が重要な役割を果たすだろうということは古くから提唱されてきたが、膜は非常にダイナミックな性質をもつため、生きた細胞でそれを直接証明することは難しかった。本研究では、我々が開発した高速超解像ライブイメージング顕微鏡を用い、セラミド脂質の脂肪酸鎖長が決定的に重要であることを世界で初めて証明することができた。細胞生物学の基礎における大きなブレークスルーとなる成果である。