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2010 年度 実績報告書

1分子追跡による細胞膜分子ナノ集合体の動的情報交換システムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 21247022
研究機関京都大学

研究代表者

楠見 明弘  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 教授 (50169992)

キーワード1分子追跡 / 細胞膜 / ナノ集合体 / 情報変換 / システム / GPIアンカー型受容体
研究概要

本年は、主に、以下の2点の研究をおこなった。
【1】(1)タンパク質間相互作用に基づくナノ集合体と、(2)ラフト脂質間相互作用に基づくナノドメイン、の協同によって形成され働くメゾ複合体の形成機構を調べた。細胞外からの刺激が来る前の定常状態の細胞では、GPIアンカー型受容体は、特異的タンパク質間相互作用に基づくホモダイマーを形成し、それがラフト脂質間相互作用によって安定化されること(寿命が200ミリ秒程度)がわかった。
【2】シグナル変換において、外部シグナルに対する応答の特異性には、タンパク質間相互作用は必須であるが、一方で、コレステロールや糖脂質の協同的ラフト脂質間相互作用は、どのような効果を持つかを調べた。その結果、細胞外からの刺激によって、GPIアンカー型受容体が大きな受容体クラスターラフトを形成することがわかった。これが、シグナル変換のプラットフォームになると考えられる。大きな受容体クラスターラフトは次の3ステップによって形成されることがわかった。
【ステップ1】ラフト型受容体にリガンドが結合すると(おそらくは、それによって受容体の構造変化がおこり)、受容体のタンパク質部分での親和性が上がり、安定な2量体が形成される。
【ステップ2】ラフト型受容体の安定な2量体が、脂質部分の相互作用によって協同的にコレステロールや糖脂質などのラフト脂質を濃縮する。
【ステップ3】そうすると、ラフト脂質相互作用によって、別のラフト型受容体の安定2量体が結合し、大きな受容体クラスターラフトが形成される。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] Full characterization of GPCR monomer-dimer dynamic equilibrium by single molecule imaging2011

    • 著者名/発表者名
      R.S.Kasai, K.G.N.Suzuki, E.R.Prossnitz, I.Koyama-Honda, C.Nakada, T.K.Fujiwara, A.Kusumi
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 192 ページ: 463-480

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Membrane molecules mobile even after chemical fixation2010

    • 著者名/発表者名
      K.A.K.Tanaka, K.G.N.Suzuki, Y.M.Shirai, S.T.Shibutani, M.S.H.Miyahara, H.Tsuboi, M.Yahara, A.Yoshimura, S.Mayor, T.K.Fujiwara, A.Kusumi, Equal contribution
    • 雑誌名

      Nature Methods

      巻: 7 ページ: 865-866

    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞膜の動的構造と機能・・2次元の変な液体の働かせ方2011

    • 著者名/発表者名
      楠見明弘
    • 学会等名
      財団法人国際高等研究所 研究プロジェクト「諸科学の共通言語としての数学の発掘と数理科学への展開」2010年度 第3回研究会
    • 発表場所
      木津川(招待講演)
    • 年月日
      2011-01-05
  • [学会発表] How does the meso-scale raft domain exist and transform to work?: a single-molecule imaging study2010

    • 著者名/発表者名
      K.G.N.Suzuki, R.S.Kasai, K.M.Hirosawa, M.Ishibashi, Y.Miwa, T.K.Fujiwara, A.Kusumi
    • 学会等名
      The 2nd NCBS-inStem/iCeMS Joint Symposium
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-17
  • [学会発表] Three-tiered meso-scale membrane domains for signal transduction as revealed by single-molecule tracking2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      Biochemistry Seminar Series, Department of Biochemistry, New York University School of Medicine
    • 発表場所
      ニューヨーク、アメリカ(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-14
  • [学会発表] Single-molecule imaging studies of meso-scale raft domains in steady-state cells2010

    • 著者名/発表者名
      K.G.N.Suzuki, R.S.Kasai, K.M.Hirosawa, M.Ishibashi, Y.Miwa, T.K.Fujiwara, A.Kusumi
    • 学会等名
      Association Of Pacific Rim Universities (APRU) Research Symposium "Interface Between Molecular Biology And Nano-Biology"
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-24
  • [学会発表] Meso-scale raft domains : whether and how they exist and work in steady-state cells?2010

    • 著者名/発表者名
      K.G.N.Suzuki, R.S.Kasai, K.M.Hirosawa, M.Ishibashi, Y.Miwa, T.K.Fujiwara, A.Kusumi
    • 学会等名
      The 8th iCeMS International Symposium : "Meso-Control of Functional Architecture"
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-10
  • [学会発表] 1分子イメジング解析でシグナル変換機構を解明する2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      京都大学医学研究科「生活習慣病・老化・代謝医学コース」
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-09
  • [学会発表] Hierarchical meso-domain organization of the plasma membrane for signal transduction : single-molecule tracking studies2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      Signal Transduction & Therapeutics Research Seminar, Jonsson Comprehensive Cancer Center, University of California Los Angeles
    • 発表場所
      ロサンゼルス、アメリカ(招待講演)
    • 年月日
      2010-10-26
  • [学会発表] Single-molecule tracking of PKC received and transferred by diffusing small antennas of signal-induced diacylglycerol2010

    • 著者名/発表者名
      M.Xie, M.Ishibashi, I.Koyama-Honda, R.S.Kasai, A.Shibata, C.Nakada, T.K.Fujiwara, N.Saito, Y.Mori, L.Liu, D.W.Pang, Y.Chen, A.Kusumi
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] Lipid-stabilized dynamic homo-dimers of GPI-anchored proteins based on ectodomain protein interactions in the steady-state cell membrane2010

    • 著者名/発表者名
      K.G.N.Suzuki, R.S.Kasai, K.M.Hirosawa, M.Ishibashi, Y.Miwa, T.K.Fujiwara, A.Kusumi
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-20
  • [学会発表] Mechanism of Lyn kinase recruitment to IgE receptor clusters : dual-color single-molecule tracking study2010

    • 著者名/発表者名
      K.M.Hirosawa, K.G.N.Suzuki, T.K.Fujiwara, M.Yahara, A.Chadda, A.Kusumi
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-20
  • [学会発表] Direct observation of hop diffusion of membrane molecules by developing ultra high-speed single fluorescent-molecule imaging2010

    • 著者名/発表者名
      T.K.Fujiwara, S.Takeuchi, Y.Nagai, K.Hanaka, K.Iwasawa, K.G.N. Suzuki, A.Kusumi
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-20
  • [学会発表] 1分子ナノバイオロジー2010

    • 著者名/発表者名
      楠見明弘
    • 学会等名
      京都大学医学研究科 神経科学ミニコース集中講義
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] 細胞のメゾワールドを1分子追跡で調べる2010

    • 著者名/発表者名
      楠見明弘
    • 学会等名
      生命科学若い研究者の会 第50回生命科学夏の学校
    • 発表場所
      箱根(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-04
  • [学会発表] Three-tiered functional meso-structures of the plasma membrane as revealed by world-fastest single-molecule tracking : prospects for NCBS-iCeMS collaboration, building an even faster imaging stations2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      NCBS-iCeMS Joint Symposium
    • 発表場所
      バンガロール、インド(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-25
  • [学会発表] Three-Tiered Meso-Structures of the Plasma Membrane as Revealed by Single-Molecule Tracking2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      2010 FASEB Summer Research Conferences : Molecular Biophysics of Cellular Membranes
    • 発表場所
      サクストンズリバー、アメリカ(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-04
  • [学会発表] 液体の細胞膜を働かせるメゾ機構:1分子追跡と操作による解明2010

    • 著者名/発表者名
      楠見明弘
    • 学会等名
      九州大学 グローバルCOEプログラム「未来分子システム科学」「第8回先端生命科学特論」特別講義
    • 発表場所
      福岡(招待講演)
    • 年月日
      2010-07-13
  • [学会発表] 3つの細胞膜動的メゾ構造が担うシグナル変換:1分子追跡・操作の楽しみ2010

    • 著者名/発表者名
      楠見明弘
    • 学会等名
      九州大学 グローバルCOEプログラム「未来分子システム科学」第116回G-COEセミナー
    • 発表場所
      福岡(招待講演)
    • 年月日
      2010-07-13
  • [学会発表] 1分子追跡で見るラフトメゾ領域でのシグナル変換2010

    • 著者名/発表者名
      楠見明弘
    • 学会等名
      第19回酵母合同シンポジウム「イノベーションを推進する酵母研究」
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-25
  • [学会発表] Meso-scale membrane domains as studied by single-molecule tracking2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      The 7th iCeMS International Symposium : Emerging Approaches and Applications in Developmental Biology
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-24
  • [学会発表] Signal transduction by lipid-anchored molecules as revealed by single-molecule tracking2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      MRC Laboratory for Molecular Cell Biology (LMCB) Scientific Advisory Board
    • 発表場所
      ロンドン、イギリス(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-16
  • [学会発表] A tale of two meso-scale membrane domains as told by single-molecule tracking2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      Traffic Symposium : Future Directions in Cellular Trafficking
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-04
  • [学会発表] Signal transduction by lipid-anchored molecules as revealed by single-molecule tracking2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kusumi
    • 学会等名
      The American Society for Biochemistry and Molecular Biology 2010 Annual Meeting
    • 発表場所
      アナハイム、アメリカ(招待講演)
    • 年月日
      2010-04-26

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公開日: 2012-07-19  

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