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自己組織性ポリペプチドと脂質二重膜相互作用の直接観察と動力学的解析

自组装多肽和脂质双层相互作用的直接观察和动力学分析

基本信息

批准号：
19031012
负责人：
瀧口金吾
金额：
$ 7.3万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

セプチンは植物以外の全ての真核生物から見いだされるよく保存されている蛋白質である。セプチンが線維形成能を持ち、細胞の形態形成や運動などに必須なことから、セプチンは第4の細胞骨格と考えられている。セプチンの欠損や異常が、生物に致死を招き、神経変性、不妊症、腫瘍発生などの多くの疾患の発症進展に関与していることなど、その重要性が数多く示されてきたにも関わらず、セプチンの基本的な性質や機能はまだ不明であった。今までよく知られている細胞骨格とセプチンが異なるのは、リン脂質と結合して直接生体膜に作用できるところである。そこで本研究では、ブタやラットの脳から得たセプチンを含む画分や、昆虫細胞で発現させ単離してきたセプチンを、細胞とほぼ同じサイズを持つ巨大リポソームに作用させ、リポソーム膜に対してセプチンがどのような作用を及ぼすかを暗視野顕微鏡を用いてリアルタイム観察した。その結果セプチンに膜突起を誘導する強力な活性があることを世界で初めて明らかにし、膜突起の形成伸長過程を可視化することに成功した。暗視野顕微鏡でリポソームの変形を予め確認しておいた試料を電子顕微鏡で観察したところ、セプチンは膜の表面で重合して線維を形成しており、セプチン線維は管状に伸びた膜突起の周囲を取り巻くように並んでいた。膜突起部分の太さは約400nmと揃っており、これは丁度神経シナプス形成に重要なスパイン構造や精子鞭毛の付け根部分などと同じ大きさである。今回の発見により、今まで役割や機能が明確ではなかった第4の細胞骨格であるセプチンが実はダイナミックで細胞膜の形態制御に直接関与していることが明らかになった。本研究で用いたリポソームを利用した実験系によって、セプチンの活性を簡単に評価できることが示されたので、今まで困難だったセプチンの制御調節因子の探索も可能になった。

All eukaryotes except plants are preserved. The cell morphology and movement must be maintained, and the fourth cell skeleton must be examined. There are many important aspects of the disease progression related to the impairment, abnormality, biological lethality, neurosis, infertility, tumor development, and the basic nature and function of the disease. Now, we know that the cellular structure and lipid binding are directly related to the somatic membrane. In this study, the effects of different kinds of membrane on the development of insect cells, including the effects of different kinds of membrane on the development of insect cells, and the effects of different kinds of membrane on the development of insect cells, were studied by dark-field microscopy. As a result, the membrane protrusions were induced to become active and the membrane protrusions were visualized. The shape of the sample is confirmed by the dark field microscope, and the surface of the film is overlapped by the line dimension. The membrane protrusion is about 400nm long, and it is important for the formation of sperm flagella. The function of cell membrane is directly related to the morphological control of cell membrane. This study is to explore the possible regulatory factors for the use of the medium and low molecular weight systems.