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膜脂質リモデリングを介する細胞自律的な温度適応機構の解明

膜脂重塑介导的细胞自主温度适应机制的阐明

基本信息

批准号：
21K05391
负责人：
長尾耕治郎
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto Pharmaceutical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05391/
关键词：
リン脂質温度脂質脂肪酸不飽和化酵素 Temperature Phospholipid Drosophila

项目摘要

温度は生体分子の分子運動、構造、反応性を支配する根源的な物理量であり、細胞内外の温度変化は細胞増殖や物質代謝、情報伝達など幅広い細胞機能に影響を与える。このため、温度変化を感知し、その変化へと適応することが細胞機能を維持するために重要である。生体膜を構成するリン脂質は温度変化の影響を最も強く受ける生体分子の一つである。温度が低下するとリン脂質の分子運動が低下するため、生体膜は密に充填された流動性の低い状態へと変化する。しかし、細胞はリン脂質の脂肪酸鎖における不飽和脂肪酸（二重結合を含む脂肪酸）の割合を増加させることで、生体膜の流動性を高め、低温環境でも生体膜の物性と機能を維持することが出来る。このため、脂肪酸に二重結合を導入する脂肪酸不飽和化酵素は温度適応において重要な酵素であると考えられている。しかし、その分子機構については不明な点が多く残されていた。本研究ではこれまでに、低温曝露時に脂肪酸不飽和化酵素がミトコンドリアにおける不飽和脂肪酸含有リン脂質を増加させることで、クリステ構造の再編を伴うF1Fo-ATPaseの多量体形成の制御を介して、ミトコンドリアにおける熱産生を細胞自律的に活性化することを明らかにしてきた。さらに、ミトコンドリア以外のオルガネラにおいても脂肪酸不飽和化酵素により脂質膜機能が制御されることを明らかにした。

Temperature affects the molecular movement, structure and reaction of living molecules. Temperature changes inside and outside cells affect cell growth, metabolism and information transfer. This is the most important aspect of cell function. The composition of biological membrane is affected by temperature variation of lipids, which is most strongly affected by biological molecules. The temperature is low, the molecular movement of lipids is low, and the density of the membrane is low. The fatty acid chain of lipids in cells increases the binding of unsaturated fatty acids (double-bound fatty acids), and the fluidity of biological membranes increases. The physical properties and functions of biological membranes are maintained in low temperature environments. The fatty acid unsaturating enzyme is introduced into the fatty acid double bond. The molecular structure is unknown. In this study, we investigated the regulation of F1Fo-ATPase multi-volume formation, heat generation, and cellular self-regulation during low temperature exposure to fatty acid unsaturated enzymes, including the increase of unsaturated fatty acid lipid content, and the reorganization of fatty acid structure. In addition, the lipid membrane function is controlled by fatty acid unsaturated enzymes.

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ショウジョウバエ細胞におけるリン脂質の構造と分布の制御

果蝇细胞磷脂结构和分布的调节

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
E. Cabon;L. Vialle;Y. Ishizuka;S-i. Tanaka;T. Yoshizawa;H. Matsumura;R. Uehara;E. Henry;G. Henneke;長尾耕治郎
通讯作者：
長尾耕治郎

Regulation of thermoregulatory behavior by commensal bacteria in <i>Drosophila</i>

果蝇共生细菌对体温调节行为的调节

DOI：
10.1093/bbb/zbac087
发表时间：
2022
期刊：
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
影响因子：
0
作者：
Suito Takuto;Nagao Kohjiro;Juni Naoto;Hara Yuji;Sokabe Takaaki;Atomi Haruyuki;Umeda Masato
通讯作者：
Umeda Masato

Cell-autonomous control of intracellular temperature by unsaturation of phospholipid acyl chains