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2009 年度 実績報告書

細胞膜ラフト領域に細胞内シグナル分子が結合し働く機構:1分子追跡法による解明

研究課題

研究課題/領域番号 09F09314
研究機関京都大学

研究代表者

楠見 明弘  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 教授

研究分担者 CHADDA Rahul  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 外国人特別研究員
キーワード1分子追跡 / 細胞膜 / ナノ集合体 / 情報変換 / 可塑的分子複合体 / ナノドメイン
研究概要

細胞膜上のラフト領域は、細胞のシグナル変換やウィルス感染など、重要な生理/病理過程に関与している。しかし、実際にどのように機能するかについては、ほとんどわかっていない。解明が難しかった理由は、(A)大きさが数nmから数10nmと小さいこと、(B)ラフトの寿命やそこへの分子の滞在時間は外部からのシグナルやウィルスなどの刺激によってラフトが安定化する前は、1秒以下と短いこと、(C)そのため、ラフトを直接に調べる手法がほとんどなかったこと、等である。そこで、本研究では、以下の方法によって、ラフトの形成機構と作動機構の解明を目指す。(1)我々が開発してきた高速1分子追跡法を駆使し、ラフトへの分子の出入りを直接観察する。(2)本研究をおこなう外国人特別研究員のRahul Chadda博士が成功した、ラフトをさまざまな方法で大きくしたり、安定化したりする方法を用いる。さらに、このようなラフトの成長や安定化の機構を明らかにすることによっても、ラフトの形成と機能の機構を明らかにすることを目指す。
本年度は、ラフトに濃縮されると考えられている分子として、GPIアンカー型分子(CD59など)をとりあげた。一方、ラフトに入りにくい分子として、不飽和リン脂質を取り上げた。これらの分子をタイムラプス1分子イメジング法で1分子追跡した。Rahul Chadda博士本人が開発した方法で、拡大し安定化させたラフトを用いて実験した。これらのマーカー分子の拡散挙動は以下の通り。(1)各分子はそれぞれの領域内で自由に拡散した。(2)境界を越えて移動することはほとんど無かった。
(3)境界に濃縮されることもなかった。(4)各領域での拡散係数はほとんど同じであった。これらの結果を基に、両方の領域に分配する分子についての検討を進める予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Hierarchical organization of the plasma membrane : Investigations by single-molecule tracking vs.fluorescence correlation spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi, Y.M.Shirai, I.Koyama-Honda, K.G.Suzuki, T.K.Fujiwara
    • 雑誌名

      FEBS Letters 584

      ページ: 1814-1823

    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞膜メゾドメインの動的構造・機能を1分子で見る2010

    • 著者名/発表者名
      楠見明弘
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] Raft-based signal transduction based on transient molecular interactions revealed by single-molecule imaging2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      Fifty Years of Biophysics Research at Nagoya University
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2010-03-12
  • [学会発表] Signal-molecule tracking approaches to membrane domains2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      HFSP Frontiers Meeting
    • 発表場所
      ストラスブール、フランス
    • 年月日
      2010-03-04
  • [学会発表] 細胞膜シグナル変換のスイッチ機構:1分子追跡による研究2010

    • 著者名/発表者名
      楠見明弘
    • 学会等名
      法政大学分子ウイルス学研究室主催セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-02
  • [学会発表] Signal transduction in the plasma membrane as studied by single-molecule tracking2009

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      Watching Biomolecules in Action 2009
    • 発表場所
      豊中
    • 年月日
      2009-12-16

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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