膜運動におけるリン脂質の量的・質的変化の作用機序

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: 運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
• 研究課題/領域番号: 15H01320
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 申 惠媛 京都大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (10345598)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 細胞膜 / 脂質二重層 / P4-ATPase

研究実績の概要

私は膜運動を生み出す脂質二重層間におけるリン脂質の量的・質的変化に着目し、その作用機序の解明を目的としている。本研究では、脂質二重層の時空間的非対称性を調節するP4-ATPaseに着目した。細胞膜に存在するP4-ATPaseの基質特異性を一部決定し、ホスファチジルコリンをflipするP4-ATPaseを発現することで細胞接着、Spreading、接着班の形成が遅延することを見出した。さらに、P4-ATPaseによる膜運動（膜変形）を評価するための実験系を立ち上げた。ラパマイシンによるFRBとFKBPの相互作用を利用した実験系である。FRBに細胞膜結合ドメインを融合させ、FKBPには膜の曲率を認識するBARドメインを融合させて同時に細胞に発現させ、ラパマイシンを処理することでBARドメインを細胞膜に移行させることができた。

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

計画通り、P4-ATPaseの基質特異性を決定し、ホスファチジルコリンをflipするP4-ATPaseによって細胞膜ダイナミクスに影響を及ぼすことで細胞接着、spreading、接着班形成が遅延することを見出し、その成果を現在投稿中である。

今後の研究の推進方策

P4-ATPaseによる膜運動（膜変形）を評価するための実験系を立ち上げたので、その実験系を用いてP4-ATPaseの発現による膜変形への役割を調べる。さらに、脂質変容による膜変形と細胞骨格との関連を調べていく。

研究成果

• [雑誌論文] Class I Arfs (Arf1 and Arf3) and Arf6 are localized to the Flemming body and play important roles in cytokinesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hanai, A., Ohgi, M., Yagi, C., Ueda, T., Shin, H.-W., and Nakayama, K.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 159 ページ: 201-208
  • DOI: 10.1093/jb/mvv088
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATP11C mutation is responsible for the defect in phosphatidylserine uptake in UPS-1 cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takada, N., Takatsu, H., Miyano, R., Nakayama, K., and Shin, H.-W.
  • 雑誌名: Journal of Lipid Research 巻: 56 ページ: 2151-2157
  • DOI: 10.1194/jlr.M062547
  • 査読あり
• [雑誌論文] COPI-mediated retrieval of SCAP is crucial for regulating lipogenesis under basal and sterol-deficient conditions. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashima, K., Saitoh, A., Funabashi, T., Hirose, S., Yagi, C., Nozaki, S., Sato, R., Shin, H.-W., and Nakayama, K.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 128 ページ: 2805-2815
  • DOI: 10.1242/jcs.164137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phospholipid Flippase ATP10A Translocates Phosphatidylcholine and Is Involved in Plasma Membrane Dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: Naito, T., Takatsu, H., Miyano, R., Takada, N., Nakayama, N., and Shin, H.-W.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 290 ページ: 15004-15017
  • DOI: 10.1074/jbc.M115.655191
  • 査読あり
• [雑誌論文] SNAP23/25 and VAMP2 mediate exocytic event of transferrin receptor-containing recycling vesicles (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubo, K., Kobayashi, M., Nozaki, S., Yagi, C., Hatsuzawa, K., Katoh, Y., Shin, H.-W., Takahashi, S., and Nakayama, K.
  • 雑誌名: Biological Open 巻: 4 ページ: 910-920
  • DOI: 10.1242/bio.012146
  • 査読あり
• [学会発表] 細胞内リサイクリング経路におけるリン脂質フリッパーゼの機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中祥城
  • 学会等名: 生体運動合同班会議2016
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-01-08 – 2016-01-10
• [学会発表] 細胞膜ホスファチジルコリンのフリップ・フロップと胆汁うっ滞症の関係 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中雅久
  • 学会等名: 生体運動合同班会議2016
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-01-08 – 2016-01-10
• [学会発表] ホスファチジルセリン取り込み異常のCHO-K1変異株（UPS-1)におけるflippaseの発現解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高田直人
  • 学会等名: 第88回日本生化学会大会・第38回日本分子生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] COPI被覆小胞を介するSCAP-SREBP複合体のゴルジ体から小胞体への逆行輸送による脂質代謝の調節 (2015)
  • 著者名/発表者名: 船橋輝樹
  • 学会等名: 第88回日本生化学会大会・第38回日本分子生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] リン脂質flippaseであるP4-ATPaseの基質特異性と細胞機能の関係 (2015)
  • 著者名/発表者名: 申 惠媛
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] リン脂質フリッパーゼATP10Aのフリップ活性および細胞膜ダイナミクスへの関与 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内藤明樹
  • 学会等名: 第14回次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2015
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2015-09-12 – 2015-09-13
• [学会発表] リン脂質フリッパーゼATP10Aのフリップ活性および細胞膜ダイナミクスへの関与 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内藤明樹
  • 学会等名: 第62回日本生化学会近畿支部例会
  • 発表場所: 立命館大学（滋賀県草津）
  • 年月日: 2015-05-16
• [備考]
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/hshin/ShinPublications.html