生体膜リン脂質の非対照構造を規定する分子機構の解明

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11780525
• 研究機関: (財)東京都医学研究機構
• 研究代表者: 榎本 和生 財団法人 東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (80300953)
• キーワード: リン脂質 / アクチン / 酵母

研究概要

生体膜の主要構成成分であるリン脂質は、膜の表裏で全く異なる分布をとることが知られているが、それを形成・維持する分子機構、およびその生理的意義についてはほとんど明らかにされていない。私は、生体膜リン脂質ホスファチジルエタノールアミン(PE)に対して特異的に結合するペプチドを用いて膜表層のPE量を定量的に解析する方法を開発した。更に、この解析法を用いて細胞膜上におけるPEの分布に異常が生じた酵母変異株を17株単離した。本年度はこの変異株の1つ、ros3株の責任遺伝子を単離し、その遺伝子産物(Ros3p)の機能について解析を行なった。Ros3pはそのアミノ酸配列から2ヶ所の膜貫通領域を持ち、既知の分子とは全く相同性が無い新規タンパク質であることが予想された。細胞分画法により細胞内分布を解析したところ、主に細胞膜に分布していた。更に、相同組み替え法によりros3遺伝子を特異的に破壊した酵母株(ros3破壊株)では、細胞膜表層から内層へのPEの輸送が顕著に低下していたが、エンドサイトーシスなどの細胞内小胞輸送は全く異常が見られなかった。これらの結果から、Ros3pはPEを細胞膜外層から内層に輸送することにより細胞膜上におけるPE分布を制御している新規分子である可能性が強く示唆された。一方、ros3破壊株は細胞増殖は正常だったが、アクチン骨格構造形成に異常が見られた。さらにRos3pを過剰発現させると1つの細胞から複数の出芽が起こる出芽異常が観察された。このことから、Ros3pが細胞膜上におけるPEの分布を規定し、それを介してアクチン骨格構築を制御している可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Emoto, K., et al.: "Isolation of a Chinese Hamster ovary cell mutant defective in tintramitochondrial transport of phosphatidylserine"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96. 12400-12405 (1999)
• [文献書誌] Umeda, M. et al.: "Membrane phospholipid dynamics during cytokinesis : Regulation of actin filament assembly by redistribution of membrane surface phospholipids"Chemistry and Physics of Lipids, Review. 101. 81-91 (1999)
• [文献書誌] Arai, M. et al.: "Mitochondrial phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase plays a major role in preventing oxidative injury to cells"J. Biol. Chem.. 274. 4924-4933 (1999)
• [文献書誌] Ikemoto, A. et al.: "Effects of docosahexaenoic and arachidonic acids on the synthesis and distribution of aminophospholipids during neuronal differentiation of PC12 cells"Arch. Biochem. Biophys.. 364. 64-74 (1999)
• [文献書誌] 梅田真郷、榎本和生: "膜融合におけるリン脂質ダイナミクスと細胞骨格制御"生物物理. 21. 18-23 (1999)
• [文献書誌] 榎本和生、加藤詩子、梅田真郷: "リン脂質の細胞膜動態と細胞分裂制御-膜と細胞骨格系の新たなクロストーク-"蛋白質核酸酵素. 44. 1173-1180 (1999)