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2013 年度 実績報告書

脂質超分子構造の形成メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 24390045
研究機関名古屋大学

研究代表者

藤本 豊士  名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50115929)

研究分担者 大崎 雄樹  名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00378027)
鈴木 倫毅  名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80456649)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードオートファジー / ホスファチジルイノシトール3燐酸 / 電子顕微鏡 / オートファゴソーム / 急速凍結・凍結割断レプリカ標識法
研究概要

オートファゴソームの形成に必須であることが知られている膜脂質ホスファチジルイノシトール3燐酸(PI3P)の局在について、急速凍結・凍結割断レプリカ標識法を用いて解析した。オートファジーを誘導した酵母、哺乳類細胞を急速凍結し、凍結割断レプリカを作製し、p40phoxのPXドメインをプローブとして標識して電子顕微鏡観察した。標識特異性については異なるホスフォイノシチドを含むリポソームを同様に処理、標識して確認した。解析の結果、酵母のオートファゴソームおよびオートファジー小体では、PI3Pが膜の細胞質側よりも閉鎖空間側(2枚のオートファゴソーム膜の間にある閉鎖空間に面した側)により多く存在するのに対し、哺乳類細胞ではオートファゴソーム膜の細胞質側に限局して存在し、酵母と対照的な分布を示すことが明らかになった。酵母オートファゴソームのPI3Pの非対称性分布は、細胞質に存在する2つのPI3P脱燐酸化酵素を欠損させた変異株(slj3Δymr1Δ)では消失した。この結果から、酵母オートファゴソームではもともと対称性に存在するPI3Pのうち、細胞質側のPI3Pが分解されることによって非対称性分布が完成すると推測された。閉鎖空間側にPI3Pが生じる機構に関しては、フリッパーゼによる輸送、膜新生過程での内在化などが関与する可能性がある。今回の研究結果は酵母と哺乳類細胞のオートファジー膜形成の過程に大きな違いがあることを示唆している。オートファジー膜形成機構を解明するためには閉鎖空間側にPI3Pが生じるメカニズムを解析することが重要な鍵になると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

膜脂質の局在を独自に開発した新たな電子顕微鏡の方法で解析し、オートファジー膜について新しい知見を得ることができたため。

今後の研究の推進方策

本年度の研究ではホスファチジルイノシトール3燐酸が閉鎖空間側(内腔側)に出現することが明らかになったが、その分子メカニズムは不明である。この機構を追究することは、オートファジー膜形成の根本的なメカニズムの解明につながることが期待できるので今後の研究ではこの点に焦点をあてて解析を進める予定である。

次年度の研究費の使用計画

年度末に購入し、本研究費で支払いを行う予定であった試薬の納入が遅れ、新年度にずれ込んだため。
すでに試薬は発注済みであり、納品後ただちに研究に使用する予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Integrated omics study delineates the dynamics of lipid droplets in the Rhodococcus opacus PD630.2014

    • 著者名/発表者名
      Chen Y, Ding Y, Yang L, Yu J, Liu G, Wang X, Zhang S, Yu D, Song L, Zhang H, Zhang C, Huo L, Huo C, Wang Y, Du Y, Zhang H, Zhang P, Na H, Xu S, Zhu Y, Xie Z, He T, Zhang Y, Wang G, Fan Z, Yang F, Liu H, Wang X, Zhang X, Zhang MQ, Li Y, Steinbüchel A, Fujimoto T, Cichello S, Yu J, Liu P.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res

      巻: 42 ページ: 1052-1064

    • DOI

      10.1093/nar/gkt932

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Yeast and mammalian autophagosomes exhibit distinct phosphatidylinositol 3-phosphate asymmetries.2014

    • 著者名/発表者名
      Cheng J, Fujita A, Yamamoto H, Tatematsu T, Kakuta S, Obara K, Ohsumi Y, Fujimoto T.
    • 雑誌名

      Nat Commun

      巻: 5 ページ: 3207

    • DOI

      10.1038/ncomms4207

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Open questions in lipid droplet biology2014

    • 著者名/発表者名
      Ohsaki Y, Suzuki M, Fujimoto T.
    • 雑誌名

      Chem Biol

      巻: 21 ページ: 86-96

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2013.08.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic methods to observe the distribution of lipids in the cellular membrane2014

    • 著者名/発表者名
      Takatori S, Mesman, R, Fujimoto T.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 53 ページ: 639-653

    • DOI

      10.1021/bi401598v

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein kinase Ceta is targeted to lipid droplets.2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki M, Iio Y, Saito N, Fujimoto T.
    • 雑誌名

      Histochem Cell Biol

      巻: 139 ページ: 505-511

    • DOI

      10.1007/s00418-013-1083-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of ADP-ribosylation suppresses aberrant accumulation of lipidated apolipoprotein B in the endoplasmic reticulum.2013

    • 著者名/発表者名
      Ohsaki Y, Cheng J, Yamairi K, Pan X, Hussain MM, Fujimoto T.
    • 雑誌名

      FEBS Lett

      巻: 587 ページ: 3696-3702

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2013.09.036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of NPC1L1 by ezetimibe activates autophagy in human hepatocyte and reduces mutant α1-antitrypsin Z deposition.2013

    • 著者名/発表者名
      Yamamura T, Ohsaki Y, Suzuki M, Shinohara Y, Tatematsu T, Cheng J, Okada M, Ohmiya N, Hirooka Y, Goto H, Fujimoto T.
    • 雑誌名

      Hepatology

      巻: 59 ページ: 1591-1559

    • DOI

      10.1002/hep.26930

    • 査読あり
  • [学会発表] 脂肪滴の新たな機能と動態2013

    • 著者名/発表者名
      藤本豊士
    • 学会等名
      細胞内ロジスティクス・シンポジウム
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(淡路市)
    • 年月日
      20130917-20130918
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞質と核における脂肪滴の生理的意義2013

    • 著者名/発表者名
      大﨑雄樹、藤本豊士
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      20130911-20130913
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of Membrane Lipids by Electron Microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Toyoshi Fujimoto
    • 学会等名
      XXIII International Symposium on Morphological Sciences
    • 発表場所
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター(新潟市)
    • 年月日
      20130910-20130913
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale distribution of membrane lipids observed by electron microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Toyoshi Fujimoto
    • 学会等名
      47th Symposium of The Polish Society for Histochemistry and Cytochemistry
    • 発表場所
      Olsztyn, Poland
    • 年月日
      20130904-20130906
    • 招待講演
  • [学会発表] 膜脂質の微細局在を見るための方法について2013

    • 著者名/発表者名
      藤本豊士
    • 学会等名
      第8回スフィンゴテラピィ研究会
    • 発表場所
      山中温泉河鹿荘ロイヤルホテル(加賀市)
    • 年月日
      20130712-20130713
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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