BARドメインタンパク質による生体膜構造構築の素過程の解析と生理機能

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03252
• 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)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: BARドメイン

研究実績の概要

研究項目１　BARドメイン集合の臨界濃度および重合速度測定と影響する因子の探索
申請者らは、GAS7にCFPとYFPを融合させたタンパク質を用いて、脂質膜存在下でのみ、CFP-GAS7とYFP-GAS7の間にFRETを観察する事に成功した。このFRETを用いて、本研究項目では、GAS7の集合機構を調べた。これまでの研究では、FRET効率は最大でも数％程度にとどまっていたが、リンカーの長さやCFP-GAS7とYFP-GAS7の比率をを調節することで、観察の高効率化に成功した。次に、 最適な脂質膜の脂質組成の検討とラグタイムや臨界濃度測定を行ったところ、ほとんどラグタイムはなく、脂質膜の添加後、瞬時にFRETが観察された。GAS7は、ファゴサイトーシスにおいて機能することを見出していた。したがって、ファゴサイトーシスに関わるホスホイノシタイドであるPIP2やPIP3の有無やリン脂質組成においてファゴサイトーシスの脂質膜を模した人工脂質膜と他の内膜系などを模した人工脂質膜を作成し、FRETを経時的に測定したところ、PIP2などの電荷依存的にFRETの増大が見られた。IRSp53 I-BARドメインでもCFP-IRSp53 I-BARドメインとYFP- IRSp53 I-BARドメインの間にFRETを観察することに成功した。

研究項目２　BARドメイン分子集合によるタンパク質酵素活性変換
マクロファージにおいて、GAS7と相互作用することが知られているN-WASPなどの局在を免疫蛍光抗体法により調べた。その結果、 GAS7タンパク質とN-WASPの共局在を確かめた。

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

当初予定通り、FRETによるBARドメインの集合のモニターの系を洗練させ、定量解析が可能になったため。

今後の研究の推進方策

計画通りに遂行する。具体的には、BARドメインの集合を誘導する因子の候補を調べるなどを行う。

研究成果

• [国際共同研究] バージニア工科大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: バージニア工科大学
• [国際共同研究] ワイツマン研究所(イスラエル)
  • 国名: イスラエル
  • 外国機関名: ワイツマン研究所
• [雑誌論文] Filopodium-derived vesicles produced by MIM enhance the migration of recipient cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Oyama T, Hu HT, Fujioka T, Hanawa-Suetsugu K, Ikeda K, Yamada S, Kawana H, Saigusa D, Ikeda H, Kurata R, Oono-Yakura K, Kitamata M, Kida K, Hikita T, Mizutani K, Yasuhara K, Mimori-Kiyosue Y, Oneyama C, Kurimoto K, Hosokawa Y, Aoki J, Takai Y, Arita M, Suetsugu S.
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 56 ページ: 842-859.e8
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2021.02.029.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of caveolae through cholesterol-depletion dependent tubulation by PACSIN2/Syndapin II (2020)
  • 著者名/発表者名: Gusmira A, Takemura K, Lee SY, Inaba T, Hanawa-Suetsugu K, Oono-Yakura K, Yasuhara K, Kitao A, Suetsugu S.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 133 ページ: jcs.246785
  • DOI: 10.1242/jcs.246785.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The roles of the diversity of amphipathic lipids in shaping membranes by membrane-shaping proteins (2020)
  • 著者名/発表者名: Kitamata M, Inaba T, Suetsugu S.
  • 雑誌名: Biochemical society transactions 巻: 48 ページ: 837-851
  • DOI: 10.1042/BST20190376.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal Analysis of Caveolae Dynamics Using Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy (2020)
  • 著者名/発表者名: Senju Y, Suetsugu S.
  • 雑誌名: Methods in molecular biology 巻: 2169 ページ: 63-70
  • DOI: 10.1007/978-1-0716-0732-9_6.
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] The extracellular vesicle formation by filopodial scission for cell migration (2020)
  • 著者名/発表者名: Tamako Nishimura、Takuya Oyama、Hooi Ting Hu、Shiro Suetsugu
  • 学会等名: 第58回日本生物物理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞膜突起の切断による小胞形成 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西村 珠子、大山 拓也、Hooi Ting Hu、末次 志郎
  • 学会等名: 第93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 によるマイクロベシクル形成機構とその生理作用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西村 珠子、大山 拓也、Hooi Ting Hu、末次 志郎
  • 学会等名: 第72回 日本細胞生物学会大会
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: https://bsw3.naist.jp/suetsugu/?cate=272
• [備考] プレスリリース
  • URL: http://www.naist.jp/pressrelease/2021/03/007732.html