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2020 年度 実施状況報告書

カルシウム依存性に起こる細胞内ホスファチジルセリンの分布変化

研究課題

研究課題/領域番号 19K07265
研究機関順天堂大学

研究代表者

辻 琢磨  順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (40725628)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードホスファチジルセリン / スクランブラーゼ / 小胞体 / 電子顕微鏡 / 凍結割断レプリカ法
研究実績の概要

ホスファチジルセリン (PS) は生体膜脂質二重層を構成する主要な負電荷リン脂質である。私達はPS分布を詳細に解析する方法[急速凍結・凍結割断レプリカ標識電子顕微鏡(QF-FRL)法]を開発し、出芽酵母、哺乳類培養細胞のオルガネラ膜のPS分布を明らかにした。また、哺乳類細胞小胞体膜におけるTMEM16K依存的なPS分布変化を見出し、報告した。本年度の進捗状況を下記にまとめる。
(1)Atg9が膜脂質スクランブリング活性を有することが明らかになったが、実際の隔離膜・オートファゴソーム膜上でスクランブラーゼとして機能しているかどうかを検証することは技術的に困難であった。私達はQF-FRL法を用いてオートファゴソーム膜のPS局在を解析し、PSはオートファゴソーム膜内膜、外膜ともに脂質二重層の両層にほぼ同程度、すなわち対称性に分布していることを明らかにした。PSだけでなく、ホスファチジルコリンやホスファチジルイノシトール4-リン酸も同様の結果であった。また、Atg9変異体発現株ではオートファゴソーム膜の膜脂質対称性分布に異常がみられることを明らかにした。これらの結果からAtg9がオートファゴソーム膜上でスクランブラーゼとして機能していることがわかった。
(2)QF-FRL法で作製したサンプルを蛍光観察したのちに同視野を透過型電子顕微鏡で観察する方法(QF-FRL-CLEM法)を開発した。これによりオルガネラの同定や、膜脂質の多重標識が容易になることが期待される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

オートファゴソーム膜の膜脂質対称性分布についての論文がJournal of Cell Biology誌に掲載された。

今後の研究の推進方策

オルガネラ膜の膜脂質分布解析や分布変化の詳細なメカニズム・生理的な意味を調べる。

次年度使用額が生じた理由

計画通り研究を遂行したが少額の予算が残ったため、次年度に繰り越した。
今年度の計画に大きな変更はない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Transmembrane phospholipid translocation mediated by Atg9 is involved in autophagosome formation2021

    • 著者名/発表者名
      Orii Minami、Tsuji Takuma、Ogasawara Yuta、Fujimoto Toyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 220 ページ: e202009194

    • DOI

      10.1083/jcb.202009194

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atg9 is a lipid scramblase that mediates autophagosomal membrane expansion2020

    • 著者名/発表者名
      Matoba Kazuaki、Kotani Tetsuya、Tsutsumi Akihisa、Tsuji Takuma、Mori Takaharu、Noshiro Daisuke、Sugita Yuji、Nomura Norimichi、Iwata So、Ohsumi Yoshinori、Fujimoto Toyoshi、Nakatogawa Hitoshi、Kikkawa Masahide、Noda Nobuo N.
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 27 ページ: 1185~1193

    • DOI

      10.1038/s41594-020-00518-w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multifarious roles of lipid droplets in autophagy ? Target, product, and what else?2020

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara Yuta、Tsuji Takuma、Fujimoto Toyoshi
    • 雑誌名

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      巻: 108 ページ: 47~54

    • DOI

      10.1016/j.semcdb.2020.02.013

    • 査読あり
  • [学会発表] 電子顕微鏡による膜脂質の解析2021

    • 著者名/発表者名
      辻琢磨、藤本豊士
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 第98回日本生理学会大会 合同大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 膜脂質の対称性・非対称性分布2021

    • 著者名/発表者名
      辻琢磨、藤本豊士
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第45回関東支部講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子顕微鏡による膜脂質分子の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      辻琢磨
    • 学会等名
      北海道大学 先端生命科学研究院 細胞装置学セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子顕微鏡による膜脂質局在解析2020

    • 著者名/発表者名
      辻琢磨、藤本豊士
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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