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2015 年度 実績報告書

細胞膜に結合したアクチン膜骨格の超解像可視化:方法開発と機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26670138
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)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード細胞生物物理 / 1分子計測・操作 / メゾスコピック系 / 細胞骨格 / 細胞膜の動的構造
研究実績の概要

我々は、世界で初めて、アクチン線維と細胞膜が緊密に結合していること、それによってアクチン線維の網目が細胞膜をコンパートメント化していることを見出し、アクチン膜骨格と名付け、生物学的意義を明らかにしてきた。これを出発点として、最近では、様々な文脈で、アクチン膜骨格が細胞膜分子の相互作用・局在・機能を制御していることが明らかにされつつある。
しかし、アクチン膜骨格の生細胞での可視化には誰も成功していない。我々は最近EBP50分子が、細胞質からアクチン膜骨格と受容体の結合部位に頻繁にリクルートされてくることを見出した。本研究の目的は、この現象を利用し、(1)生細胞中でのアクチン膜骨格を可視化し、(2)シグナル変換への関与を解明し、(3)アクチン膜骨格―細胞膜結合部位の中でも、シグナル変換のホットスポットとなっている部位を同定して、シグナル変換におけるアクチン膜骨格の機能を解明する、ことである。
昨年度の研究で、EBP50が、細胞質から細胞膜の細胞質側表面へとリクルートされたあと、その付近で拡散運動し、アクチン膜骨格に結合して静止する過程が観察され、このようなEBP50分子は、細胞膜とアクチン膜骨格の両方に結合したものと考えられた。
本年度は、まず、EBP50が次々とやってきては一時静止するようなホットスポットが、細胞膜の内側表面に多数有ることを示した。しかし、EBP50と結合すると考えられている細胞膜上のチャネルや受容体を多数にわたって調べたが、どの分子もホットスポットにはリクルートされなかった。受容体をリガンドで刺激しても、リクルートは見られなかった。しかし、一方で、様々な受容体刺激後にホットスポット周辺で新しくアクチン重合が誘導されることが見いだされた。今後は、このようなアクチン重合のシグナル変換における機能を解明することが重要である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Confined diffusion of transmembrane proteins and lipids induced by the same actin meshwork lining the plasma membrane2016

    • 著者名/発表者名
      T. K. Fujiwara, K. Iwasawa, Z. Kalay, T. A. Tsunoyama, Y. Watanabe, Y. M. Umemura, H. Murakoshi, K. G. N. Suzuki, Y. L. Nemoto, N. Morone, and A. Kusumi
    • 雑誌名

      Mol. Biol. Cell

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1091/mbc.E15-04-0186

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Raft-based interactions of gangliosides with a GPI-anchored receptor2016

    • 著者名/発表者名
      N. Komura, K. G. N. Suzuki, H. Ando, M. Konishi, M. Koikeda, A. Imamura, R. Chadda, T. K. Fujiwara, H. Tsuboi, R. Sheng, W. Cho, K. Furukawa, K. Furukawa, Y. Yamauchi, H. Ishida, A. Kusumi (Co-Corresponding Author), and M. Kiso
    • 雑誌名

      Nat. Chem. Biol.

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1038/NCHEMBIO.2059

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Single-molecule tracking revealed organizing principles of the plasma membrane for signal transduction2015

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kusumi
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia Conferences "New Advances in Optical Imaging of Live Cells and Organisms"
    • 発表場所
      蘇州(中国)
    • 年月日
      2015-12-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single-molecule tracking revealed organizing principles of the plasma membrane for its signal transduction function2015

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kusumi
    • 学会等名
      Super Resolution Symposium
    • 発表場所
      バンガロール(インド)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Membrane mechanisms: Concerted action of membrane domains for signal transduction in the plasma membrane revealed by single-molecule tracking2015

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kusumi
    • 学会等名
      Depatmental Seminar: Research Center for Applied Sciences, Acadmia Sinica
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 年月日
      2015-10-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Organizing principles of the plasma membrane for signal transduction as revealed by single-molecule tracking2015

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kusumi
    • 学会等名
      International Symposium on Frontiers in Bioimaging
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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