公募研究班員
A01  応答ゾーン、連携ゾーンの解析

エンドソームとミトコンドリアの連携ゾーンによる細胞生理機能制御機構の解明

大場雄介
北海道大学大学院医学研究院細胞生理学教室

研究概要

細胞内オルガネラは脂質膜により区画化されており、オルガネラ間での物質や情報の交換は小胞輸送を介して行われると考えられてきた。しかし近年、異種オルガネラ間の直接的な接触を介して細胞生理機能が発揮される例が複数報告されている。我々はこれまで、フェルスター共鳴エネルギー移動(Förster resonance energy transfer, FRET)等の蛍光イメージング手法を用いて、生きた細胞におけるシグナル伝達研究を行ってきた。また、エンドソームとミトコンドリア膜が物理的に接触することを見出すとともに、ミトコンドリア外膜タンパク質voltage-dependent anion channel 2 (VDAC2)をはじめとする一連の分子群により、異種オルガネラ間で「連携ゾーン」が形成されることを示してきた。さらに、VDAC2とは逆に、連携ゾーンに対して負に働く別のミトコンドリア外膜タンパク質glutamate carrier 1(GC1)の同定にも成功した。本研究では、これら連携ゾーン形成に関与する制御因子の機能解析を行う。また、エンドソームとミトコンドリアの連携ゾーン形成の分子メカニズムと、連携ゾーンを介して両オルガネラ間で交換される物質を、超解像顕微鏡や蛍光バイオセンサー等を駆使して明らかにする。さらに、ミトコンドリア以外のオルガネラとエンドソームの接触も解析し、それらの結果を元にオルガネラ間の機能連関に関する新しいパラダイムの展開を目指す。

代表的な原著論文

  1. Kashiwagi S, Fujioka Y, Satoh AO, Yoshida A, Fujioka M, Nepal P, Tsuzuki A, Aoki O, Paudel S, Sasajima H and Ohba Y. (2019) Folding latency of fluorescent proteins affects the mitochondrial localization of fusion proteins. Cell Struct. Funct. 44, 183-194
  2. Fujioka Y, Satoh AO, Horiuchi K, Fujioka M, Tsutsumi M, Sasaki J, Nepal P, Kashiwagi S, Paudel S, Nishide S, Nanbo A, Sasaki T and Ohba Y. (2019) A peptide derived from phosphoinositide 3-kinase inhibits endocytosis and influenza virus infection. Cell Struct. Funct. 44, 61-74
  3. Fujioka, Y. Nishide, S., Ose, T., Suzuki, T., Kato, I., Fukuhara, H., Fujioka, M., Horiuchi, K., Satoh, A.O., Nepal, P., Kashiwagi, S., Wang, J., Horiguchi, M., Sato, Y., Paudel, S., Nanbo, A., Miyazaki, T., Hasegawa, H., Maenaka K., and Ohba, Y. (2018) A sialylated voltage-dependent Ca2+ channel binds hemagglutinin and mediates influenza A virus entry into mammalian cells. Cell Host Microbe 23, 809-818
  4. Inuzuka, T., Fujioka, Y., Tsuda, M., Fujioka, M., Satoh, A.O., Horiuchi, K., Nishide, S., Nanbo, A., Tanaka S., and Ohba, Y. (2016) Attenuation of ligand-induced activation of angiotensin II type 1 receptor signaling by the type 2 receptor via protein kinase C. Sci. Rep. 6, 21613
  5. Fujioka, Y., Tsuda, M., Nanbo, A., Hattori, T., Sasaki, J., Sasaki, T., Miyazaki T., and Ohba, Y. (2013) A Ca2+-dependent signalling circuit regulates influenza A virus internalization and infection. Nat. Commun. 4, 2763

総説

  1. Fujioka, M., Asano, Y., Nakada, S., and Ohba, Y. (2017) SH2 domain-based FRET biosensor for measuring BCR-ABL activity in living CML cells. Methods Mol. Biol. 1555, 513-534
  2. Ohba, Y., and Fujioka, Y. (2016) Fluorescence bioimaging of intracellular signaling and its clinical application. J. Oral Biosci. 58, 113-119
  3. Fujioka, Y., Nanbo, A., Nishide, S.Y., and Ohba, Y. (2015) Fluorescent protein-based biosensors to visualize signal transduction beneath the plasma membrane. Anal. Sci. 31, 267-274
  4. 藤岡容一朗, 大場雄介 (2015) Ras-PI3Kシグナルによるエンドサイトーシスとウイルス粒子取り込みの制御機構. 生化学 87, 91-100
  5. Ohba ,Y., Fujioka, Y., Nakada, S., and Tsuda, M. (2013) Fluorescent protein-based biosensors and their clinical applications. Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. 113, 313-348