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2019 年度 実施状況報告書

細胞質内分子流動に関わる内膜微小揺動の発生機序とその生理作用の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07311
研究機関福島県立医科大学

研究代表者

和田 郁夫  福島県立医科大学, 医学部, 教授 (40182969)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード小胞体 / 膜タンパク質 / 拡散 / フォールディング
研究実績の概要

後生細胞における細胞内膜は多様な動きを示すが、小胞体膜が示す動きの中で方向性を持たない揺らぎは他の膜系にはないユニークなもので、その分子メカニズムと生理作用を本研究では課題としてきた。この動き自体の解析は、オーバーサンプリングされた高速光分解能観察によりモニターして、動きを発生する機構の解明とその細胞内反応への影響について研究を進めた。いくつかの候補分子について発現抑制と遺伝子破壊を用いて検討を行ったが、いずれも単独で動きを発生することはなかった。そこで、この動きを生み出す機構をさらに詳細に解析したところ、生理的な条件で必要とされる要因と、マイクロMレベルで阻害する低分子化合物を見出した。詳細は、現在投稿準備中で、少なくとも1)本現象は膜の成分だけの作用により発生しており、小胞体内腔の構成成分は必要とされないこと、2)本現象は細胞質内での比較的低分子タンパク質の単純拡散を厳密に測定した場合にはほとんど影響は観察されないが、凝集性の強いタンパク質などについては弱い影響が観察されること、などが示されている。なお、本研究の過程において、一つの候補だったタンパク質のオリゴマー制御の解明に一分子輝度解析の手法を用いた研究を報告している。また、本現象での影響を受ける可能性のある凝集性を持つカーゴ分子としてプリオン蛋白を研究していたが、まったく予想外なことに、プリオン蛋白が本学でかつて発見されていた血液型を決定する新たな血液型因子である事が明らかになり、日本からの初めての血液型因子として国際委員会によって承認された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本来、主体としていた部分が他グループにより報告されたために、より困難な部分を克服する必要があるため、想定よりも遅れている。ただ、基本的な問題点として、再構成ができていないことが本課題を進める上での最大の要因となっている。

今後の研究の推進方策

もっとも重要な点は何がこの動きを作っているかであり、これについては検討を続ける。おそらくこれは狭い空間における複数の酵素反応の非平衡状態によって作られており、この解明は、細胞という不均一系が司る複雑な現象を理解する上でひとつの手がかりかもしれない。

次年度使用額が生じた理由

研究のとりまとめに想定以上の時間を要していることに加えて、研究に要する物品コストを大幅に減らすことができたために残額分を次年度に使用することとした。国内業者による研究試薬などの定価は以前と変わらないが、国内業者を介さずに、海外から直接購入する道が開けていて、これが大学でも許可されて可能になっている。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] SDF2-like protein 1 (SDF2L1) regulates the endoplasmic reticulum localization and chaperone activity of ERdj3 protein.2019

    • 著者名/発表者名
      Hanafusa K, Wada I, Hosokawa N
    • 雑誌名

      The Journal of biological chemistry

      巻: 294 ページ: 19335-19348

    • DOI

      10.1074/jbc.RA119.009603

  • [雑誌論文] Integrative genome analysis identified the KANNO blood group antigen as prion protein2019

    • 著者名/発表者名
      Omae Y, Ito S, Takeuchi M, Isa K, Ogasawara K, Kawabata K, Oda A, Kaito S, Tsuneyama H, Uchikawa M, Wada I, Ohto H, Tokunaga K
    • 雑誌名

      Transfusion

      巻: 59 ページ: 2429-2435

    • DOI

      10.1111/trf.15319

  • [雑誌論文] Svp26 facilitates ER exit of mannosyltransferases Mnt2 and Mnt3 in Saccharomyces cerevisiae2019

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Yuuki, Arai Seisuke, Wada Ikuo, Adachi Hiroyuki, Kamakura Takashi, Yoda Koji, Noda Yoichi
    • 雑誌名

      J Gen Appl Microbiol

      巻: 65 ページ: 180-187

    • DOI

      10.2323/jgam.2018.09.001

  • [学会発表] ライブイメージング法を用いたIII型コラーゲン細胞内輸送メカニズムの解析2019

    • 著者名/発表者名
      平田幸大、松井優人、和田郁夫、細川暢子
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] Sperm IZUMO1 dependent gamete fusion influences male fertility in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Takako Saito, Ikuo Wada and Naokazu Inoue
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient ER Exit of Mnn4 Is Dependent on Both Svp26 and Mnn6 in Saccharomyces cerevisiae2019

    • 著者名/発表者名
      Noda Y, Arai S, Wada I, Yoda K
    • 学会等名
      International conference on yeast genetics and molecular biology
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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