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2015 年度 実績報告書

細胞死を検出する自然免疫システムの低温電子顕微鏡法による構造生物学的基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 25711010
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

藤井 高志  大阪大学, 生命機能研究科, 招へい研究員 (10582611)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードクライオ電顕 / アクチン / DNGR1
研究実績の概要

樹状細胞上にあるDNGR-1受容体は細胞骨格を構成するアクチン繊維をリガンドとして認識し、”傷ついた”細胞を検出する。これにより、免疫システムは外敵から身を守るだけでなく、細胞の健康状態を常時監視し”傷ついた”細胞を検出し除去する。この免疫システムの原子レベルでのメカニズムを明らかにするために、クライオ電顕単粒子解析法によりアクチン繊維・DNGR-1複合体の高分解能構造解析を行い、その原子レベルでの相互作用様式を調べた。
まず、ヒト・アクチンを重合し繊維化し、発現系より精製したマウスDNGR-1を混合し、複合体を作成した。クライオ電子顕微鏡法により、高分解能データを収集するために、氷包埋条件を幅広く検討し、複合体形成率および薄い氷を作成できる条件を見つけた。DNGR-1は溶液中で2量体を形成しており、アクチン繊維と結合した時、もう片方のDNGR-1が他のアクチン繊維と結合し、アクチン繊維がバンドル化し画像解析できないことが懸念されたが、繊維は単分散しており画像解析を行うことができた。この単分散した繊維をクライオ電子顕微鏡法で観察を行い、大量画像データ取得を行った。3次元立体構造解析により、7.7 オングストローム分解能で繊維構造の密度マップを得た。アクチン繊維は2本の素繊維がリボンのように絡み合った構造をしているが、DNGR-1はその2本の素繊維の間にはまり込むように結合していた。この事実はDNGR-1がアクチン繊維にのみ結合しアクチン単量体に結合しないというこれまでの知見を構造生物学的に証明している。また、変異体解析のデータと組み合わせることにより、DNGR-1がアクチン繊維をどのように認識しているかの3次元マッピングをおこなうことが可能になり、傷ついた細胞を認識する機構の一端が明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] フランシスクリック研究所(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      フランシスクリック研究所
  • [雑誌論文] Immune recognition of cell death revealed by the structure od DNGR-1 in complex with F-actin.2015

    • 著者名/発表者名
      Pavel Hanc*,Takashi Fujii*,Salvador Iborra, Yurika Yamada, Jatta Huotari, Oliver Schulz, Susan Ahrens, Svend Kjr, Michael Way, David Sancho, Keiichi Namba, Caetano Reis e Sousa.
    • 雑誌名

      Immunity

      巻: 42 ページ: 839-849

    • DOI

      doi:10.1016/j.immuni.2015.04.009

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A repeat unit of Vibrio diarrheal T3S effector subverts cytoskeletal actin homeostasis via binding to interstrand region of actin filaments.2015

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, M., Fujii, T., Hiyoshi, H., Makino, F., Inoue, H., Motooka, D., Kodama, T., Ohkubo, T., Kobayashi, Y., Nakamura, S., Namba K., & Iida, T.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 5 ページ: 10870

    • DOI

      doi:10.1038/srep10870

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 低温電顕単粒子像解析法による筋収縮制御機構の構造生物学的基盤.2016

    • 著者名/発表者名
      藤井高志
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-24
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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