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2018 年度 実績報告書

細胞膜脂質二重層の内層で見られる脂質集合体の挙動と相関についての電子顕微鏡解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K08167
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

村手 源英  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (30311369)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード細胞膜 / 脂質二重層 / ホスファチジルエタノールアミン / ホスファチジルセリン / フリッパーゼ / スクランブラーゼ / ショウジョウバエ / 免疫電子顕微鏡法
研究実績の概要

細胞を周囲から区切る境界である細胞膜は、様々な脂質種が一層に並び、それら2つがお互いに向き合ってできた脂質二重層にタンパク質を含んだ構造をしている。脂質二重層に注目した場合、外層と内層では構成する脂質の種類が異なっていることが知られている。この非対称分布は、外層の脂質は電気的に中性であり細胞外にある物質との不用意な相互作用を避けることができる反面、内層の脂質は細胞内にある様々な物質との相互作用ができるという点で、細胞膜の機能に重要な役割を果たしていると考えられる。ところが、ほとんどの細胞で外層と内層における脂質分布の非対称の程度は、曖昧なままである。その理由は、細胞膜だけを単離することが困難なだけでなく、二重層の各層を区別することがきわめて難しいためである。
そこで本研究では、免疫電子顕微鏡法を用いて細胞膜を構成する主要な脂質の分布を明らかにすること、またそれらの相互関係についての解析に挑むことで、細胞膜の機能における脂質の役割を明らかにする事を目的としている。本年度は、非対称分布を制御する活性をもつ酵素を欠損変異させたショウジョウバエの培養細胞を用いて、細胞膜内外層におけるホスファチジルエタノールアミン(PE)およびホスファチジルセリン(PS)の分布について解析を行った。内外層の脂質を反転させるスクランブラーゼ、外層の脂質を内層に移行させるフリッパーゼの欠損変異体を用いて解析したところ、PEではどちらの変異体においてもコントロールと大差がなかったのに対して、PSではフリッパーゼ欠損変異体でコントロールよりも外層に多く分布していることが明らかとなった。これらのことから、ショウジョウバエの細胞では、少なくともPSの内外層における分布にフリッパーゼが関与している事が推測される。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Formation of tubules and helical ribbons by ceramide phosphoethanolamine-containing membranes.2019

    • 著者名/発表者名
      Inaba T., Murate M., Tomishige N., Lee Y.-F., Hullin-Matsuda F., Pollet B., Humbert N., Mely Y., Sako Y., Greimel P. and Kobayashi T.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 5812

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42247-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Protein probes to visualize sphingomyelin and ceramide.2018

    • 著者名/発表者名
      Hullin-Matsuda F., Murate M. and Kobayashi T.
    • 雑誌名

      Chemistry and Physics of Lipids

      巻: 216 ページ: 132-141

    • DOI

      10.1016/j.chemphyslip.2018.09.002

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Phospholipase C beta1 induces membrane tubulation and is involved in caveolae formation.2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T., Inaba T., Kishimoto T., Murate M., Tajima T., Abe M., Makino A., Tomishige N. and Takeoka S.
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [備考] 理研 脂質の統合的理解

    • URL

      http://lipidology.riken.jp/index.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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