細胞膜突出構造の膜形態制御機構と生理機能

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26291037
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 末次 志郎 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (70345031)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 細胞生物学

Outline of Annual Research Achievements

細胞の移動やがん細胞の浸潤転移などの様々な生命現象に関わる細胞膜の突起構造に関わる膜形態を制御するタンパク質として、膜の形態を直接結合することにより変形させるF－BARドメインを含有するタンパク質に注目する。F-BARドメインはこれまで、突起ではなく細胞膜の陥入構造に関与すると考えられてきた。しかし、CIP4とGAS7は、F-BARドメインを持つにもかかわらず突起構造への関与が見出されており、これまでと異なる作用機序を持つ可能性の高い。したがって、CIP4とGAS7の構造機能解析および細胞生物学的な解析を行う。CIP4については、特異的な結合タンパク質を得た。本年度の研究では、CIP4の陥入膜形成を特異的な結合タンパク質がどのように変化させるかについて、まず試験管内で生化学的手法により調べるために、タンパク質の大量発現系の構築を行った。その結果、大量のタンパク質の調整に成功した。このタンパク質をもとに、ウサギに免疫を行い、特異抗体の作成を行った。また、生化学的にCIP4と特異的な結合タンパク質の脂質結合を調べるためのリポソーム共沈実験を行った。GAS7については、すでに突出膜形成の関わる細胞機能に関わることを明らかにしている。本年度の研究では、GAS7のF-BARドメインの構造解析に成功した。GAS7のF-BARドメインは、これまで構造が解明されているF-BARドメインに照らし、幾つかのユニークな特徴を有していることがわかった。さらに、GAS7全長の結晶の作成にも成功した。次に酵母の2-hybrid法を用いて、GAS7の結合タンパク質を探しいくつかの結合タンパク質の候補を得た。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

CIP4の結合タンパク質については、結晶の作成にはまだ至っていないが大量発現系の構築に成功している。GAS7については、想定よりも早く結晶構造の決定に一部成功している。機能解析は順調に推移している。

Strategy for Future Research Activity

計画通りに遂行する予定である。

Research Products

• [Journal Article] TRPV4 channel activity is modulated by direct interaction of the ankyrin domain to PI(4,5)P2 (2014)
  • Author(s): Takahashi N, Hamada-Nakahara S, Itoh Y, Takemura K, Shimada A, Ueda Y, Kitamata M, Matsuoka R, Hanawa-Suetsugu K, Senju Y, Mori MX, Kiyonaka S,
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 5 Pages: 4994
  • DOI: 10.1038/ncomms5994
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamic shaping of cellular membranes by phospholipids and membrane-deforming proteins. (2014)
  • Author(s): Suetsugu S, Kurisu S, Takenawa T.
  • Journal Title: Physiol Rev Volume: 94 Pages: 1219-1248
  • DOI: 10.1152/physrev.00040.2013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Maintenance of stereocilia and apical junctional complexes by Cdc42 in cochlear hair cells. (2014)
  • Author(s): Ueyama T, Sakaguchi H, Nakamura T, Goto A, Morioka S, Shimizu A, Nakao K, Hishikawa Y, Ninoyu Y, Kassai H, Suetsugu S, Koji T, Fritzsch B, Yonemura S, Hisa Y, Matsuda M, Aiba A, Saito N.
  • Journal Title: J Cell Sci Volume: 127 Pages: 2040-2052
  • DOI: 10.1242/jcs.143602
  • Peer Reviewed
• [Presentation] TRPV4 イオンチャネルのアンンキリンリピートドメインとPI(4,5)P2 の相互作用によるチャネル制御 (2015)
  • Author(s): 高橋重成、中原明香、伊藤弓弦、竹村和浩、北尾彰朗、森泰生、末次志郎
  • Organizer: 第88回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-20
  • Invited
• [Presentation] カベオラの張力応答反応の理論解析と超解像解析 (2014)
  • Author(s): 立川正志、諸根信弘、末次志郎
  • Organizer: 第３７回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • Invited
• [Presentation] Identification of ankyrin-repeat domain as a novel lipid-binding module- A study on regulation of TRPV4 by PI(4,5)P2 (2014)
  • Author(s): Shiro Suetsugu
  • Organizer: CNRS - Jacques Monod Conference “Molecular basis for membrane remodelling and organization" - Roscoff, November 15-19, 2014
  • Place of Presentation: Station Biologique de Roscoff (Roscoff, France)
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
  • Invited
• [Presentation] 「TRPV4のリン脂質による制御」 (2014)
  • Author(s): 高橋重成、中原明香、伊藤弓弦、竹村和浩、北又学、北尾彰朗、森泰生、末次志郎
  • Organizer: TRP研究会2014
  • Place of Presentation: 岡崎カンファレンスセンター（愛知県岡崎市）
  • Year and Date: 2014-06-05 – 2014-06-06
  • Invited
• [Remarks]
  • URL: http://bsw3.naist.jp/suetsugu/