高精度１分子観察による基本ユニットラフト仮説の検証

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04351
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 鈴木 健一 岐阜大学, 研究推進・社会連携機構, 教授 (50423059)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 糖脂質 / GPIアンカー型タンパク質 / 細胞膜ドメイン / ラフト / １分子観察

研究実績の概要

生細胞膜上におけるラフト親和性の糖脂質やGPIアンカー型受容体(GPI-anchored receptor = GAR)の高精度１分子観察の結果、我々は以下のラフト仮説を提案している。GARと糖脂質は、特異的ホモダイマーを形成し、ラフトの基本ユニットとなる。GAR基本ユニットは、刺激後に脂質の協同的相互作用によって、安定なGAR会合体ラフトを形成し、シグナル変換のプラットフォームとなる。糖脂質の基本ユニットは、受容体の活性制御を行なう。
前年度までに、様々なGARや糖脂質ガングリオシドが、コレステロールにより安定化された短寿命のホモダイマーを形成することを発見し、GARやガングリオシドのホモダイマー形成に一般性があることを見出した。また、EGF受容体と相互作用するガングリオシドはGM3であり、しかもそのホモダイマーの糖鎖がEGF受容体の糖鎖と相互作用することを見出した。特にGM3のシアル酸がないラクトシルセラミドは、EGF受容体と相互作用しないので、シアル酸が重要であることを見出した。当該年度は、EGF受容体とGM3ホモダイマーの糖鎖相互作用をさらに検討した。結果、GM3ホモダイマーの糖鎖とEGF受容体の2か所のN型糖鎖とが相互作用していることが示唆された。また、リガンド刺激後EGF受容体への下流の信号分子のリクルートが、つまりEGF受容体の活性化が、GM3との糖鎖相互作用により抑制されることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Super-long single-molecule tracking reveals dynamic-anchorage-induced integrin function. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takaaki A. Tsunoyama, Yusuke Watanabe, Junri Goto, Kazuma Naito, Rinshi S. Kasai, Kenichi G. N. Suzuki, Takahiro K. Fujiwara, Akihiro Kusumi.
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 14 ページ: 497-506
  • DOI: 10.1038/s41589-018-0032-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revealing the raft domain organization in the plasma membrane by single-molecule imaging of fluorescent ganglioside analogs. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kenichi G. N. Suzuki, Hiromune Ando, Naoko Komura, Akihiro Imamura, Hideharu Ishida, Makoto Kiso, Takahiro K. Fujiwara, Akihiro Kusumi.
  • 雑誌名: Methods in Enzymology 巻: 598 ページ: 267-282
  • DOI: 10.1016/bs.mie.2017.06.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Native prion protein homodimers are destabilized by oligomeric amyloid beta1-42 species as shown by single-molecule imaging. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sachin S. Tiwari, Yuki M. Shirai, Yuri L. Nemoto, Kumiko Kojima, Kenichi G. N. Suzuki.
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 29 ページ: 106-111
  • DOI: 10.1097/WNR.0000000000000916.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of fluorescent gangliosides for the studies of raft domains. (2017)
  • 著者名/発表者名: Naoko Komura, Kenichi G. N. Suzuki, Hiromune Ando, Miku Konishi, Akihiro Imamura, Hideharu Ishida, Akihiro Kusumi, Makoto Kiso.
  • 雑誌名: Methods in Enzymology 巻: 597 ページ: 239-263
  • DOI: 10.1016/bs.mie.2017.06.004.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of new ganglioside probes and unraveling of raft domain structure by single-molecule imaging. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi G. N. Suzuki, Hiromune Ando, Naoko Komura, Takahiro K. Fujiwara, Makoto Kiso, Akihiro Kusumi.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: 1861 ページ: 2494-2506
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2017.07.012.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raft-based sphingomyelin interactions revealed fluorescent sphingomyelin analogs. (2017)
  • 著者名/発表者名: Masanao Kinoshita*, Kenichi G. N. Suzuki*(*equal contribution), Nobuaki Matsumori, Misa Takada, Hikaru Ano, Kenichi Morigaki, Mitsuhiro Abe, Asami Makino, Toshihide Kobayashi, Koichiro M. Hirosawa, Takahiro K. Fujiwara, Akihiro Kusumi, Michio Murata.
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 巻: 216 ページ: 1183-1204
  • DOI: 10.1083/jcb.201607086.
  • 査読あり
• [学会発表] 1分子観察によるラフト組織化と機能の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー生体膜の生物化学
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子観察で明らかになったガングリオシドクラスター形成とそのEGF受容体活性制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: ConBio2017
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞膜の組織化と機能：高精度１分子法による解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 名古屋大IGERセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 高精度1分子イメージングで明らかになったラフト組織化と機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 第10回セラミド研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Unraveling of raft organization and function by single-molecule imaging. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi G. N. Suzuki
  • 学会等名: International seminar on biophysics and chemical biology of biomembranes and lipid bilayers
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 細胞膜上での超高速1分子蛍光観察法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 第55回日本生物物理学会
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子観察で明らかになったガングリオシドのクラスター形成機構とEGF受容体活性制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一
  • 学会等名: 第59回日本脂質生化学会
  • 招待講演