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2014 年度 実績報告書

シグナル伝達の場としてのサブオルガネラ脂質ドメインの可視化と機能的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 12J10940
研究機関東京大学

研究代表者

高鳥 翔  東京大学, 薬学系研究科, 助教

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード急速凍結 / 凍結割断レプリカ標識法 / 脂質ドメイン / 脂質ラフト / ホスホイノシチド / 出芽酵母 / 液胞 / エンドソーム
研究実績の概要

膜分子がサブオルガネラのレベルで偏りをもって分布し機能的なドメインを形成しているとの仮説が広く受け入れられている。しかし個々の膜脂質の膜内分布を詳細に明らかにした例は限られている。そこで、膜脂質の分布解析に優れた急速凍結・凍結割断レプリカ標識法を応用して形態学的に膜ドメインの実証を目指した。
本研究の開始時点で、ホスファチジルイノシトール(3,5)二リン酸(PI(3,5)P2)の詳細な細胞内分布は知られていなかった。しかし、PI(3)PとPI(3,5)P2に結合するATG18タンパク質をプローブとし、さらにPI(3)P特異的な結合能を示すp40phox PXドメインタンパク質を用いてPI(3)P結合性のみを競合的に阻害することにより、PI(3,5)P2特異的な標識が可能になった。
次に、PI(3,5)P2発現量を増加させる高張液処理を施した出芽酵母にこの手法を適用した。PI(3,5)P2の標識は液胞膜に特異的に認められ、細胞由来サンプルにおいても本手法の有効性が示された。興味深いことに、高張液処理した液胞膜には膜タンパク質が排除された膜ドメインが認められ、PI(3,5)P2の標識はこの領域に集中していた。
さらに哺乳類細胞においてPI(3,5)P2の細胞内分布を検索したところ、標識はエンドソーム様の細胞内小胞に限局していた。この小胞は特徴的な細管状の突起構造を有しており、後期エンドソームのマーカーであるRAB7陽性であった。詳細に観察すると、PI(3,5)P2の標識はこの突起部からは排除される傾向にあり、小胞部分において集中していた。以上の結果から、PI(3,5)P2が種差を超えてドメイン状の分布をとることが初めて明らかになった。本研究を通じて、後期エンドソーム・リソソームにおいてPI(3,5)P2に富む新たな機能的ドメインが存在する可能性が示唆される。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014 その他

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

  • [雑誌論文] Microscopy of membrane lipids: how precisely can we define their distribution?2015

    • 著者名/発表者名
      Takatori S and Fujimoto T
    • 雑誌名

      Essays Biochem.

      巻: 57 ページ: 81-91

    • DOI

      10.1042/bse0570081

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetrical distribution of choline phospholipids revealed by click chemistry and freeze-fracture electron microscopy.2014

    • 著者名/発表者名
      Iyoshi S, Cheng J, Tatematsu T, Takatori S, Taki M, Yamamoto Y, Salic A and Fujimoto T
    • 雑誌名

      ACS Chem. Biol.

      巻: 9(10) ページ: 2217-2222

    • DOI

      10.1021/cb500558n

    • 査読あり
  • [学会発表] 凍結割断レプリカ標識法によるホスホイノシチドPtdIns(3,5)P2の局在解析2015

    • 著者名/発表者名
      高鳥翔、立松律弥子、程晶磊、松本惇、赤野琢也、藤本豊士
    • 学会等名
      第120回日本解剖学会全国学術集会・第92回日本生理学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場(兵庫県)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [学会発表] 出芽酵母液胞断片化過程におけるホスファチジルイノシトール-3,5-二リン酸の可視化解析2014

    • 著者名/発表者名
      高鳥翔、立松律弥子、松本惇、赤野琢也、程晶磊、藤本豊士
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館・グランドプリンスホテル京都(京都市)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
  • [学会発表] Intracellular distribution of phosphatidylinositol-3,5-bisphosphate revealed by quick-freezing and freeze-fracture replica labeling2014

    • 著者名/発表者名
      Takatori S, Tatematsu T, Akano T, Matsumoto J, Cheng J and Fujimoto T
    • 学会等名
      18th International Microscopy Congress
    • 発表場所
      プラハ(チェコ共和国)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-12
  • [備考] 名古屋大学分子細胞学ホームページ

    • URL

      http://www.med.nagoya-u.ac.jp/cel-bio/index.htm

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公開日: 2016-06-01  

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