オートファジーから拡がる膜界面生物学

研究組織

公募研究

膜界面をつなぐ脂質輸送の動的理解

研究代表者

境　祐二
横浜市立大学・生命ナノシステム科学研究科　特任准教授
https://researchmap.jp/yuji_sakai

研究概要

細胞内オルガネラ間の「膜界面」は、脂質輸送や情報伝達のハブとして機能し、細胞内脂質恒常性の維持に重要な役割を果たしている。特に、Atg2やVps13などの架橋型脂質輸送タンパク質による非小胞性脂質輸送が注目されており、近年、Cryo-EMやAlphaFold解析によりロッド状構造や脂質輸送チャネル様の内部空間が可視化されつつある。しかし、これらの構造情報は静的であり、脂質がどのようにタンパク質内部を移動するかといった動的な輸送機構については未解明である。本研究は、この構造情報と動的機能のギャップに着目し、全原子分子動力学シミュレーションを用いて膜界面でおこる動的な脂質輸送を解明することを目指す。脂質分子の輸送経路、構造柔軟性と輸送効率の関係、膜との相互作用を可視化・定量化し、膜の種類や脂質組成の違いが輸送特性に与える影響も評価する。これにより、膜界面を動的な反応場として捉える新たな研究パラダイムを提示する。

研究代表者主要業績（代表者二重線、分担者一重線）

  1. *Sakai Y, Matoba K, Kotani T, Hao L, Suzuki K, Kakuta C, Sugita Y, Osawa T, *Nakatogawa H, *Noda NN (2025) Mechanism of bridge-type phospholipid transfer by Atg2 for autophagosome biogenesis. bioRxiv. DOI: 10.1101/2025.05.24.655882.
  2. *Sakai Y, Takahashi S, Koyama-Hondam I, Saito C, *Mizushima N (2024) Experimental determination and mathematical modeling of standard shapes of forming autophagosomes. Nat. Commun. 15, 91. DOI: 10.1038/s41467-023-44442-1.
  3. Kotani T, Sakai Y, Kirisako H, Kakuta C, Kakuta S, Ohsumi Y, Nakatogawa H* (2023) A mechanism that ensures non-selective cytoplasm degradation by autophagy. Nat. Commun.,14, 5815. DOI: 10.1038/s41467-023-41525-x.

キーワード

脂質膜恒常性維持、脂質輸送、分子動力学シミュレーション、オルガネラコンタクトサイト、オートファジー、オートファゴソーム

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