Elucidation of the functions of factors involved in the maintenance of plasma membrane sterols and search for novel factors

阐明参与维持质膜甾醇的因子的功能并寻找新因子

基本信息

批准号：
21K06076
负责人：
岸本拓磨
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Hokkaido 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

项目摘要

ステロールは真核生物の細胞膜で高濃度に維持されている。この維持メカニズムは完全には解明されていないが、従来、脂質輸送タンパク質による制御を中心に議論されてきた。我々は最近、細胞膜のリン脂質の非対称性がステロール分子の細胞膜での維持に重要であること、また、脂質輸送活性を持たない細胞膜タンパク質であるSfk1が、ステロール分子を細胞膜に維持することを明らかにした。今回、同定した因子が示すような脂質の膜分布における機能はこれまで報告されていない。それゆえ、いまだに維持機構については多くの点が未解明である。本研究では、細胞膜のステロール分子の維持機構においてタンパク質や脂質がどのように関与しているかを解明することを目指す。この目的のために本研究では、脂質膜環境の変化によりステロールが脂質二重膜表面に露出し、細胞質タンパク質などとのステロールの反応性が促進される「ステロール活性化」という物理状態に着目して研究を進める。我々は、出芽酵母におけるエルゴステロール（真菌ステロール）の活性化を可視化するプローブ（GFPen-D4H）を開発した。このプローブを用いて、同定したSfk1の機能を解明するとともに、同様の’活性を持つタンパク質について他に存在する可能性を模索する。現在、以下の3つの課題に取り組んでいる。(1) 脂質関連変異体を用いて、エルゴステロールの活性化に関与する遺伝子を単離する。(2) 人工膜を用いた実験により、Sfk1がエルゴステロールの活性化を制御する機構を解明する。(3) 遺伝子スクリーニングにより、エルゴステロールの物理状態を制御する新しい細胞膜タンパク質を探索する。これらの計画から、制御因子を同定し、細胞膜ステロール制御機構の全容を解明したいと考えている。

固醇在真核细胞膜中保持高浓度。尽管这种维护机制尚未完全理解，但过去已经讨论了脂质转运蛋白的调节。我们最近透露，细胞膜中磷脂的不对称性对于维持细胞膜的固醇分子很重要，而SFK1（一种没有脂质转运活性的细胞膜蛋白SFK1）在细胞膜上维持固醇分子。迄今为止尚未报告脂质膜分布的功能。因此，关于维护机制的许多要点尚不清楚。这项研究旨在阐明蛋白质和脂质如何参与细胞膜中固醇分子的维持机理。为此，这项研究的重点是“固醇激活”的物理状态，其中脂质膜环境的变化使固醇暴露于脂质双层膜的表面，从而促进了固醇对细胞质蛋白的反应性。该探针用于阐明已识别的SFK1的功能，并探讨可能存在具有相似活性的其他蛋白质的可能性。目前，我们正在解决以下三个问题：（1）与脂质相关的突变体用于分离参与麦角固醇激活的基因。（2）使用人工膜的实验将阐明SFK1调节麦角固醇激活的机制。（3）搜索通过遗传筛查控制麦角质醇的物理状态的新细胞膜蛋白。从这些计划中，我们想确定调节剂并阐明细胞膜固醇调节机制的全部范围。