光操作による膜形状変化と膜上シグナリング誘導の解析
【研究分野】機能生物化学
【研究キーワード】
リン脂質膜ータンパク質相互作用 / BARドメインタンパク質 / 細胞性粘菌 / 膜変形 / 再構成 / 脂質膜 / 光遺伝学 / 脂質 / 細胞骨格 / 細胞情報伝達機構 / リン脂質膜ータンパク質の相互作用
【研究成果の概要】
細胞において膜の変形は主に膜直下で細胞骨格タンパク質の再編成が行われ続けることによるが、これを司るシグナル因子もまた細胞膜上に存在している。このように膜はシグナル伝達を行う場を提供する役割をもつが、膜の変形がシグナル伝達にあたえる作用は明らかになっていない。本申請ではアメーバ様運動を行う細胞を模倣した構成的実験で、リン脂質膜の変形を操作する系の確立を目指した。膜に結合、変形させる機能をもつことが期待されるBARドメインタンパク質の機能を同定、改変し、光操作によって細胞骨格非存在下で膜を変形させる実験系の確立を試みた。
【研究の社会的意義】
リポソームや油層中の水滴といった細胞と模した構成的研究は盛んに行われている。しかし実際の細胞膜はこれらとは異なり複雑な貫入や突出がある。本研究は貫入と突出を時空間的に操作する実験系の確立はできなかったが、BARドメインタンパク質の有無により膜の形状を内部より変えられることを示した。これを再構成実験に応用することで、脂質膜上で行われる生体反応をより細胞に近い状態で再現しうることが期待される。
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)