Evaluating the interactions of lipid raft and proteins involved in phototransduction by using a micropatterned model membrane

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椎動物の視細胞桿体外節において、光シグナルは生体膜を介して伝達される。光刺激はG-タンパク質共役受容体（GPCR）ロドプシン（Rh）に受容された後、三量体G-タンパク質トランスデューシン（Gt）、cGMP-ホスホジエステラーゼ(PDE6)へと伝達される。光シグナル情報伝達は、他にも、Rh を不活性化するロドプシンキナーゼ（GRK1）や、GRK1 をCa2+依存的に制御するリカバリン（Rec）、等により制御されている。近年では、生体膜を介したシグナル伝達の制御に脂質膜ドメイン（脂質ラフト）が関与していると考えられており、視細胞の膜タンパク質は脂質ラフトへの局在（ラフト親和性）を変化させることで、光シグナル伝達を制御していると推測されている。特にRhにおいては、生体膜中でオリゴマーを形成することが示唆されており、これには脂質環境が大きく関与していると推測されている。しかし、生体膜中の脂質ラフトは微小かつ短寿命なため、上記の仮説が証明される事はなかった。我々は、ガラス基板上にパターン状にラフト領域（Liquid order (Lo)相）と非ラフト領域（Liquid disorder（Ld）相）を持つモデル生体膜を作製する技術を開発してきた。以前に、このパターン化膜へ膜タンパク質を再構成し、Lo/Ld分配を測定することで、ラフト親和性定量評価に成功した。この技術を応用して、光シグナル伝達を担う膜タンパク質の脂質ラフト親和性を網羅的に定量し、細胞内での脂質ラフトへの局在を定量な評価を試みた。この推測されたラフト局在を新たに反応速度論的なシミュレーションに組み込むことで、光シグナル伝達における脂質ラフトの機能的役割を定量的に示すことができる。さらに、Rhのオリゴマー形成が光シグナル伝達に及ぼす影響へ研究を発展させた。