九大ら,脂質を再現する蛍光性分子で細胞膜を観察

九州大学,京都大学,大阪大学の共同研究グループは,脂質の動きを「ありのまま」に再現する蛍光性の脂質アナログ分子を合成することで,細胞膜上においてラフトが形成される様子を観察することに成功した(ニュースリリース)。

細胞膜にはスフィンゴミエリンなどの特定の脂質が集まったラフト領域と呼ばれる数ナノから数十ナノメートルの特殊領域が多数点在しており,細胞膜の重要な働きである信号伝達機能のかなりの部分を担っていると,この25年来仮定されてきた。しかし,これまでラフトの実態はよく分かっていなかった。

研究グループは,スフィンゴミエリン脂質に蛍光を発する分子を目印として結合させ,ラフトへの出入りを解明することに成功した。今までの同様の試みでは,目印の結合により脂質の性質が変わってしまったが,蛍光の目印を水になじみやすいように工夫して脂質に結合させることで,この問題の解決を試みた。

新たに合成した蛍光スフィンゴミエリンをラフト様領域を含む人工膜に取り込ませたところ,天然のスフィンゴミエリンと同様の割合で,ラフト様領域に局在することがわかった。

さらに,細胞膜上での1分子観察によって,蛍光目印のついたスフィンゴミエリンはラフト結合型受容体分子とラフト内で結合と解離を繰り返していること,しかも,結合時間は10ミリ秒程度であること,さらに受容体が活性化されると,結合時間は5倍も延びることなど,従来の教科書の記述を書き換えるような発見がなされた。

今後,このスフィンゴミエリンの蛍光アナログ分子は,ラフトの研究に大きく貢献すること,さらに,ラフトが関わるシグナル伝達の異常や感染症の解明に大きく寄与することが期待されるとしている。

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