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研究トピックス
2023/10/03 投稿

細胞のように表と裏が非対称な脂質膜での リン脂質のフリップフロップの観測にはじめて成功〜細胞の内外の情報伝達を担う細胞膜の性質の解明に一歩前進〜

 鳥取大学学術研究院工学系部門の花島慎弥教授(研究当時:大阪大学理学研究科)の研究グループは、大阪大学大学院理学研究科の村田道雄教授、安田智一特任助教(常勤)(研究当時)と渡辺宏史さん(博士後期課程3年)らとの共同研究で、脂質二重層中のリン脂質が外側から内側へとひっくり返る現象(フリップフロップと呼ばれる)を、経時的に観測することに成功しました。ここから得られたフリップフロップの速度は、これまで知られてきた値より2倍から5倍程度遅いことがわかりました。さらに、細胞膜のように表と裏の膜葉の脂質の種類が異なる表裏非対称なリポソームを調製して詳しく解析した結果、それぞれの単一成分からなるリポソームとはフリップフロップ速度が異なりました。表から裏のフリップは速くなり、裏から表へのフロップは遅くなることがわかりました。一般に、細胞膜の表裏脂質の非対称性はフリッパーゼやフロッパーゼと呼ばれる膜タンパク質により恒常的に維持されていると考えられています。本研究の結果は、細胞から分泌されるエクソソームなどの細胞間情報伝達を担う微小な小胞体において、これらの酵素活性が低下している場合でも、分泌から数日間は細胞膜表裏の非対称性を維持していることを示唆しています。
 タンパク質は、さまざまな薬物の標的になっており研究も進んできていますが、その周囲を取り囲む脂質はこれまで単なる媒質と考えられてきたこともあり、その研究は遅れています細胞膜を構成する。脂質の性質はまだまだよくわかっていない点が多く残されています。本研究は、細胞の内外の情報伝達を担う細胞膜の性質の理解に一歩前進するような成果といえます。
 本成果は2023年9月20日(日本時間)に米国化学会発行の学術誌「Langmuir」に掲載されました。













図.脂質二重層の単純化モデルとリン脂質のフリップフロップ 青と赤の丸はそれぞれ異なるリン脂質の頭部を表す

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〈共同リリース機関HP〉

本件に関する問い合わせ先

共同リリース機関
鳥取大学 https://www.tottori-u.ac.jp