生体膜脂質の恒常性維持機構の解析

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05433
• 研究機関: 京都薬科大学
• 研究代表者: 長尾 耕治郎 京都薬科大学, 薬学部, 准教授 (40587325)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 脂肪酸不飽和化酵素 / ショウジョウバエ / DESAT1

研究実績の概要

物質輸送や情報伝達、細胞分裂など生体膜を場とする細胞機能の多くは生体膜の脂質組成の変化の影響を強く受ける。このため、細胞機能を維持するために、生体膜の脂質組成は積極的に制御されていると考えられている。例えば、リン脂質を構成する脂肪酸に含まれる二重結合の数は生体膜の物性を変化させるため、脂肪酸に二重結合を導入することで不飽和脂肪酸を生合成する脂肪酸不飽和化酵素の発現や活性は厳密に制御される必要がある。しかしながら、生物がどのように生体膜の脂質組成の変化を感知し、その変化に適応しているのかはよくわかっていない。これまで生体膜脂質の研究に主に用いられてきた哺乳動物には二重結合の導入部位が異なる複数の脂肪酸不飽和化酵素が存在する。一方、ショウジョウバエには⊿9位に二重結合を導入する⊿9脂肪酸不飽和化酵素しか存在していない。また、ショウジョウバエには生体膜の物性に影響を与える多価不飽和脂肪酸やステロールがほとんど存在しないため、ショウジョウバエにおける生体膜脂質の制御は比較的シンプルであると想定される。このため、ショウジョウバエは生体膜の脂質組成の変化を感知し、適応する機構の解析に適した生物である。そこで本研究では、ショウジョウバエを用いて、生体膜脂質の制御機構の解析を行った。我々は生体膜の脂質組成を改変したモデル細胞を作製するために、⊿9脂肪酸不飽和化酵素を欠損したショウジョウバエ培養細胞を樹立した。さらに、⊿9脂肪酸不飽和化酵素欠損細胞において、不飽和脂肪酸含量の変化に応答して発現変動する因子を数多く発見した。

研究成果

• [雑誌論文] Cell-autonomous control of intracellular temperature by unsaturation of phospholipid acyl chains (2022)
  • 著者名/発表者名: Murakami A., Nagao K., Sakaguchi R., Kida K., Hara Y., Mori Y., Okabe K., Harada Y., Umeda M.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 38 ページ: 110487～110487
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110487
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Extreme deformability of insect cell membranes is governed by phospholipid scrambling (2021)
  • 著者名/発表者名: Shiomi A., Nagao K., Yokota N., Tsuchiya M., Kato U., Juni N., Hara Y., Mori M.X., Mori Y., Ui-Tei K., Murate M., Kobayashi T., Nishino Y., Miyazawa A., Yamamoto A., Suzuki R., Kaufmann S., Tanaka M., Tatsumi K., Nakabe K., Shintaku H., Yesylevsky S., Bogdanov M., Umeda M.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 35 ページ: 109219～109219
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109219
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著