細胞膜突出構造におけるBARタンパク質の集合機構とその生理機能

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H03674
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 末次 志郎 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70345031)
• 研究分担者: 小池 千恵子 立命館大学, 薬学部, 教授 (80342723)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: BARドメイン / ファゴサイトーシス

研究実績の概要

CIP4とPACSIN2のタンパク質複合体形成を通じた膜形態変換機構の解析
まず、前年度大量精製したYPELとCIP4のF-BARドメインとの結合をプルダウン解析により評価することで確かめた。さらに共結晶の作成を試みたが、結晶は見られなかった。引き続き、YPELに対する抗体を作成し、内在性のタンパク質の特に浸潤突起における局在を調べた。また内在性のPACSIN2やCIP4との共局在も調べた。
GAS7によるファゴサイトーシスカップ形成と伸長機構の解析
本年度は、ファゴサイトーシスの炎症反応などへの関与とGAS7の関与する膜構造形成の関連を調べたところ、炎症反応時における貪食反応への関与が示唆された。GAS7はファゴサイトーシスカップにおいて、２次元シート構造を形成していることが超解像観察により示された。また２次元シートを構成するために必要なアミノ酸残機を同定した。その結果、GAS7に見られる特徴的なループ構造が、２次元シート形成に関与していることを見出した。
IRSp53とCIP4、PACSIN2、GAS7の局在と細胞突起進展の関連の解析
タイムラプスイメージングによりGAS7やIRSp53などのBARタンパク質の局在をライブイメージングで捉えた。さらに炎症反応や網膜の立体構造構築などにおけるBARタンパク質の構造構築の役割を調べるためにまずBARタンパク質の局在を解析し、ついて、局在部位における機能をIRSp53のノックアウトマウスなどで調べた。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元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] The membrane binding and deformation property of vaccinia virus K1 ankyrin repeat domain protein. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kitamata M, Hotta M, Hamada-Nakahara S, Suetsugu S.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 25 ページ: 187-196
  • DOI: 10.1111/gtc.12749
  • 査読あり
• [雑誌論文] PACSIN2 Interacts with Nonstructural Protein 5A and Regulates Hepatitis C Virus Assembly. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nguyen LP, Tran SC, Suetsugu S, Lim YS, Hwang SB.
  • 雑誌名: J Virol. 巻: 94 ページ: e01531-19
  • DOI: 10.1128/JVI.01531-19
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Regulation of caveolae through cholesterol-depletion dependent tubulation by PACSIN2/Syndapin II (2020)
  • 著者名/発表者名: AG Amir, K Takemura, K Hanawa-Suetsugu, K Oono-Yakura, K Yasuhara, Kitao A, Suetsugu S.
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1101/2020.03.25.008854
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] PtdIns3P phosphatases MTMR3 and MTMR4 negatively regulate innate immune responses to DNA through modulating STING trafficking (2019)
  • 著者名/発表者名: Putri DDP, Kawasaki T, Murase M, Sueyoshi T, Deguchi T, Ori D, Suetsugu S, Kawai T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 294 ページ: 8412-8423
  • DOI: 10.1074/jbc.RA118.005731
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phagocytosis is mediated by two-dimensional assemblies of the F-BAR protein GAS7. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hanawa-Suetsugu K, Itoh Y, Ab Fatah M, Nishimura T, Takemura K, Takeshita K, Kubota S, Miyazaki N, Wan Mohamad Noor WNI, Inaba T, Nguyen NTH, Hamada-Nakahara S, Oono-Yakura K, Tachikawa M, Iwasaki K, Kohda D, Yamamoto M, Kitao A, Shimada A, Suetsugu S.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 10 ページ: 4763
  • DOI: 10.1038/s41467-019-12738-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Membrane-Deformation Ability of ANKHD1 Is Involved in the Early Endosome Enlargement. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kitamata M, Hanawa-Suetsugu K, Maruyama K, Suetsugu S.
  • 雑誌名: iScience 巻: 17 ページ: 101-118
  • DOI: 10.1016/ j.isci.2019.06.020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Membrane Deformation Switching of an Endocytic Protein by Membrane Electrostatic Charge and Packing (2019)
  • 著者名/発表者名: Kida K, Kitamata M, Ikeda K, Takemura K, Inaba T, Hayashi Y, Hanawa-Suetsugu K, Kamikubo H, Kitao A, Arita M, Suetsugu S
  • 雑誌名: SSRN 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.2139/ssrn.3471315
  • オープンアクセス
• [学会発表] Development of the Green Photo-switchable Fluorescent Protein with Fixation Resistance a Variant of Eos Fluorescent Protein. (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Osuga、Tamako Nishimura、Shiro Suetsugu
  • 学会等名: ASCB/EMBO 2019 meeting
  • 国際学会
• [学会発表] In-vitro FRET Analysis of Growth Arrest-Specific Protein7 (GAS7). (2019)
  • 著者名/発表者名: W. N. I. Wan Mohamad Noor、Tamako Nishimura、Shiro Suetsugu
  • 学会等名: ASCB/EMBO 2019 meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Membrane Deformation Ability of the Ankyrin Repeat and KH Domain-containing Protein 1 (ANKHD1) and Its Involvement in the Early Endosome Enlargement. (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Kitamata、Shiro Suetsugu
  • 学会等名: ASCB/EMBO 2019 meeting
  • 国際学会
• [学会発表] The mode switch of endophilin membrane deformation based on packing-defects and electrostatic charge (2019)
  • 著者名/発表者名: Shiro Suetsugu
  • 学会等名: 第60回国際脂質生物学会ICBL2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The role of the lipid composition on the membrane deformation by the BAR domain proteins (2019)
  • 著者名/発表者名: 末次 志郎
  • 学会等名: EMBO Workshop Caveolae and nanodomains: Translating structural principles and dynamics into function
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The role of tension and cholesterol in membrane re-modeling by PACSIN2/Syndapin II F-BAR domain. (2019)
  • 著者名/発表者名: Aini Gusmira、Shiro Suetsugu
  • 学会等名: EMBO Workshop of Caveolae and Nanodomains:Translating Structural Principles and Dynamics Into Function
  • 国際学会
• [学会発表] The roles of I-BAR domain proteins on the secretion of Wnts on microvesicles. (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村 暢明、西村 珠子、末次 志郎
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Domain-specific regulation of microvesicle secretion by a protrusion-producing I-BAR domain protein, IRSp53 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋 茉奈美、西村 珠子、塙 京子、末次 志郎
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] I-BAR facilitates transport from the cytoplasm to the outside of the cell (2019)
  • 著者名/発表者名: 上田 結奈、塙 京子、西村 珠子、稲葉 岳彦、末次 志郎
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Microvesicle formation through the scission of plasma membrane by the I-BAR protein MIM (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村 珠子、大山 拓也、Hooi Ting Hu、塙 京子、末次 志郎
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] The possible applications of the data science to cell biology by a cell biologist (2019)
  • 著者名/発表者名: 末次 志郎、西村 珠子、重根 桂、日朝 祐太、大竹 義人、佐藤 嘉伸
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] The interaction between I-BAR domain proteins and ALIX in the formation and release of extracellular vesicles (2019)
  • 著者名/発表者名: Hooi Ting Hu、Tamako Nishimura、Shiro Suetsugu
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Attempt to description of cell morphology based on the protein localization using machine learning (2019)
  • 著者名/発表者名: 重根 桂、西村 珠子、日朝 祐太、大竹 義人、佐藤 嘉伸、末次 志郎
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] ANKHD1の新規膜変形活性と初期エンドソームの小胞形成への関与の同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 北又 学
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [学会発表] 脂質膜組成によるBARドメインタンパク質の脂質膜変形活性の変換 (2019)
  • 著者名/発表者名: 末次 志郎
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] I-BARタンパク質MIMによる細胞膜切断を介したマイクロベシクル形成機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村 珠子
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [学会発表] 脂質膜組成によるエンドサイトーシスに関するタンパク質の活性変換 (2019)
  • 著者名/発表者名: 稲葉 岳彦、北又 学、木田 和輝、末次 志郎
  • 学会等名: 第61回日本脂質生化学会
• [学会発表] The membrane re-modeling by the BAR domain superfamily proteins dependent on the composition of lipids (2019)
  • 著者名/発表者名: 末次 志郎
  • 学会等名: 第71回日本細胞生物学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] ANKHD1の新規小胞形成能と初期エンドソームの形態制御への関与の同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 北又 学、塙 京子、丸山 耕平、末次 志郎
  • 学会等名: 第71回日本細胞生物学会大会