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2009 年度 実績報告書

自己組織性蛋白質と脂質二重膜のダイナミックな相互作用の直接観察と動力学的解析

公募研究

研究領域非平衡ソフトマター物理学の創成に関する総括研究
研究課題/領域番号 21015010
研究機関名古屋大学

研究代表者

瀧口 金吾  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教 (20262842)

研究分担者 木下 専  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30273460)
梅田 民樹  神戸大学, 大学院・海事科学研究科, 准教授 (90243336)
キーワード巨大人工膜小胞(リポソーム) / 細胞骨格 / 生体膜形態制御 / 光学顕微鏡 / 電子顕微鏡 / リアルタイムイメージング
研究概要

細胞や細胞内小器官は、脂質二重膜を基本構造に持つ生体膜によって外界から区画されることによりその機能を維持発揮している。生体膜の形態調節や変形、移動運搬は脂質二重膜と相互作用する細胞骨格線維をはじめとする蛋白質によって制御されると考えられているが、その詳しい機構はまだ分かっていない。本研究では、真核生物のSeptinや、細菌の細胞分裂装置の1つ、Z-ringを形成するTubulin類似蛋白質FtsZを巨大リポソームに添加すると激しい膜突起形成が生じることを明らかにした。この過程をリアルタイムイメージングし、さらに変形した巨大リポソームを電子顕微鏡で観察した結果、同様な膜変形が生じているのにも関わらず、膜突起上で形成されたSeptin線維とFtsZ線維の配向が全く異なっていた。Septin線維はリング状もしくは螺旋状に膜突起を取り巻くように重合するのに対し、FtsZは突起の長軸方向に沿って線維を形成し、さらにそれらの線維が側面で互いに作用することで管状の構造を構築していた。以上の結果は、同じ様な膜突起形成が見られる場合でも、原因蛋白質の種類によって膜突起誘導機構が違っている可能性を明らかにした。このことは生体内には多様で複雑な膜のネットワークを構築するために、異なる膜突起誘導機構が存在している可能性を示している。現在、本研究で観察されたような、リポソーム膜の表面で蛋白質が重合・自己組織化することによって起きる膜突起形成の機構に関して、膜弾性モデルに基づいた理論的研究に着手している。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Construction of Cell-Sized Liposomes Encapsulating Actin and Actin-Crosslinking Proteins.2009

    • 著者名/発表者名
      Takiguchi K.
    • 雑誌名

      Methods in Enzymology 464

      ページ: 31-53

  • [学会発表] 巨大リボソームを用いた蛋白質による月旨質膜変形過程の直観察2010

    • 著者名/発表者名
      瀧口金吾
    • 学会等名
      第65回日本物理学会(シンポジウム、招待)
    • 発表場所
      岡山大学津山キャンパス
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] Septin-lnduced Robust Membrane Tubulation2009

    • 著者名/発表者名
      瀧口金吾
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会(シンポジウム)
    • 発表場所
      アスティ徳島
    • 年月日
      2009-10-30
  • [学会発表] Morphogenesis of Giant liposome by Septin, GTP-Binding Polymerizing Proteins.2009

    • 著者名/発表者名
      瀧口陽子
    • 学会等名
      第61回日本細胞生物学会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2009-06-02
  • [図書] 自己組織化ハンドブック2009

    • 著者名/発表者名
      瀧口金吾
    • 総ページ数
      283-287
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス(担当)
  • [備考]

    • URL

      http://bunshi4.bio.nagoya-u.ac.jp/~4takiguchiy/liposom,e-group/lipo-frame.html

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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