Analysis of the basic mechanism of membrane traffic by use of the in vitro reconstitution system

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17KT0105
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐藤 健 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00303602)
• Project Period (FY): 2017-07-18 – 2020-03-31
• Keywords: 小胞輸送 / 低分子量GTPase / 小胞体 / COPII

Outline of Annual Research Achievements

真核細胞内での物質輸送システムの一つである小胞輸送において、この反応を駆動する因子群のダイナミクスから基本原理を明らかにするために、小胞体（ER）からの輸送小胞（COPII小胞）の形成反応をモデルとして、COPII小胞の形成を直接駆動する因子群、およびそれらの制御を担う因子群の動態の解析を行った。
顕微鏡下に形成させた人工脂質平面膜上に、精製因子のみによってCOPII小胞の形成反応を再現した独自の実験系をベースに用いて、ターゲットとする各因子を蛍光標識して可視化することにより、COPII小胞形成反応過程における、それぞれの因子の動態を検出して解析を行った。
昨年度までに構築を進めてきた、生細胞内に見られるERが形成する網目構造を人工膜と精製タンパク質を用いて顕微鏡下に形成させる実験系において、COPII小胞形成の足場となる小胞体出口部位（ER exit site）の形成に深く関わるSec16の動態の解析を行った。その結果、精製因子のみによって形成させた網目構造に蛍光標識した精製Sec16を加えたところ、生細胞内のSec16と同様に、網目構造上にSec16がドット状に自己集合することを見出した。この実験系が構築できたことにより、これまで平面膜の上でしか観察、解析が行えなかったCOPII小胞形成のダイナミクスについて、生きた細胞内の網目構造のER膜上の環境により近い状態でのダイナミクス解析が可能となった。