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2017 年度 実績報告書

エンドサイトーシスにおける膜形態変化とタンパク質局在との時空間的同時解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K14722
研究機関京都大学

研究代表者

吉村 成弘  京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (90346106)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードendocytosis / clathrin / membrane dynamics / actin / signal transduction
研究実績の概要

項目I:Ⅰ-1に関しては、昨年度に引き続き、クラスリン以外のエンドサイトーシス関連タンパク質の局在観察に取り組んだ。Ⅱ-2に関しては、リガンドとしてトランスフェリンを用いて、受容体の取り込み量と細胞全体でのエンドサイトーシス頻度との関係を明らかにした。蛍光リガンドを用いた定量実験では、受容体の細胞内取り込みが増加したのに対して、細胞表面でのエンドサイトーシス頻度に大きな変化はなかった。このことは、リガンドと受容体の結合自体がエンドサイトーシスの頻度を顕著に増加させることはないことを意味する。

項目Ⅱ:昨年に引き続き、クラスリン依存的エンドサイトーシスの最後に膜が切り離される過程の分子機構を明らかにする試みを行った。siRNAを用いて、ダイナミンをノックダウンしたところ、i) 膜隆起を伴う閉口頻度の減少、ii) 二段階閉口頻度の増加、iii)開口時間の延長、が見られた。また、阻害剤を用いてアクチン動態の関与を調べたところ、i)脱重合阻害による開口頻度の低下, ii)開口時間の延伸, iii)膜隆起を伴う閉口頻度の減少 ,iv)再開口の減少 などの顕著な効果が多く見られた。これらの結果は、ダイナミンに加え、アクチンが膜の動態変化に深く関与していることを示す新しい知見である。

項目Ⅲ:膜閉口過程で見られた膜隆起に着目し、膜の形状を平面モデルに当てはめる試みを行った。今年度は、これまで以上に時間分解能の高い(フレーム2秒)動画を用いて、詳細な膜の形状情報を抽出した。ピットの片側から覆い被さるように隆起がフタをすると考えられてきたが、時間分解能の改善により、膜隆起がピットの周囲を取囲うようにして動く様子を捉えることに成功した。これらの観察結果から、アクチンの重合モデルと膜の連続体モデルとを組み合わせ、アクチンの局所的な重合が膜隆起とピット閉口を引き起こす仕組みを解明中である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Morphological changes of plasma membrane and protein assembly during clathrin-mediated endocytosis2018

    • 著者名/発表者名
      A. Yoshida, N. Sakai, Y. Uekusa, Y. Imaoka, Y. Itagaki, Y. Suzuki and S.H. Yoshimura
    • 雑誌名

      PLOS Biology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

  • [雑誌論文] In vivo dynamics of the cortical actin network revealed by fast-scanning atomic force microscopy.2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhang, A. Yoshida, N. Sakai, Y. Uekusa, M. Kumeta and S.H. Yoshimura
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 66 ページ: 272-282

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfx015

    • 査読あり
  • [学会発表] Live-cell imaging of actin dynamics in cortex and lamellipodium by high-speed atomic force microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Itagaki, Y. Zhang, A. Yoshida, N. Sakai, Y. Uekusa, M. Kumeta and S.H. Yoshimura
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Live-cell analysis of actin network by high-speed atomic force microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Itagaki, Y. Zhang, A. Yoshida, M. Kumeta, and S.H. Yoshimura
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
  • [学会発表] Live-cell imaging by high-speed atomic force microscopy revealed protein and plasma membrane dynamics during endocytic process2017

    • 著者名/発表者名
      S.H. Yoshimura
    • 学会等名
      EMBO/EMBL Symposium: Seeing is Believing - Imaging the process of Life
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡を用いた細胞膜動態のライブセルイメージング2017

    • 著者名/発表者名
      吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、粂田昌宏、吉村成弘、大場雄介
    • 学会等名
      第97回北海道医学大会生理系分科会
  • [備考] 研究室のホームページに研究成果を掲載

    • URL

      http://www.chrom.lif.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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