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2024-09-13 22:59:11
京都大学物質－細胞統合システム拠点（WPI-iCeMS）の科学者らは、細胞が細胞膜内の脂質の分布を管理する仕組みについて新たな詳細を明らかにした。リン脂質として知られるこれらの脂質は二重膜に配置され、特定の分子の出入りを制御して安定した内部環境を維持している。
リン脂質は通常、細胞膜全体に不均一に分布しており、一部の種類は内側に、他の種類は外側に留まります。しかし、細胞は環境や内部のシグナルに応じてこの分布を迅速に変更する必要があります。リン脂質を膜の片側から反対側に移動するプロセスは、リン脂質スクランブリングと呼ばれ、特定のリン脂質が細胞の外側に露出することがあります。この露出は、血液凝固や不要な細胞の除去など、いくつかの機能にとって重要です。
2014年に発表された新しい研究は、 ネイチャーコミュニケーションズ、このプロセスで重要な役割を果たすタンパク質複合体を特定しました。「カルシウムが細胞に取り込まれると、イオンチャネルTmem63bとビタミンB1トランスポーターSlc19a2を含む特定のタンパク質複合体がリン脂質スクランブルを誘発することを発見しました」と、研究を率いた鈴木淳教授は説明します。
カルシウムは細胞内に入ると、イオンチャネルのゲーティングやリン脂質スクランブルなど、さまざまな細胞プロセスを活性化できるシグナルとして機能します。「Tmem63b が削除されると、細胞はカルシウム誘導性のリン脂質スクランブル活動を失いました」と研究の筆頭著者である Han Niu 氏は言います。「逆に、てんかんや貧血などの疾患に関連する Tmem63b 遺伝子の特定の遺伝子変異は、カルシウム刺激がなくてもリン脂質スクランブルの継続的な活性化につながります。」
研究者らは、カルシウムによって活性化されるカリウムチャネルである Kcnn4 がこの過程に影響を与えることも発見しました。Slc19a2 または Kcnn4 のいずれかが欠損すると、リン脂質のスクランブルが減少しました。これは、Tmem63b、Slc19a2、および Kcnn4 が連携してリン脂質のスクランブルを制御していることを示しています。
鈴木氏と同僚らによる以前の研究では、リン脂質スクランブルに関与する他のタンパク質が特定されていたが、すべてのケースを説明できなかった。新たな発見は、Tmem63bとSlc19a2がペアになって連携し、このプロセスを開始するのに対し、他のタンパク質は同じタンパク質の2つのコピーからなるペアとして機能していることを示す。
研究チームはまた、細胞の細胞膜の張力の変化が Tmem63b/Slc19a2 複合体の活性化に役立つ可能性があることも発見しました。カルシウムが細胞に入り、カリウムイオンが Kcnn4 によって細胞から出ると、細胞が収縮する可能性があります。この収縮により細胞膜の張力が変化し、細胞内カルシウムの増加による Tmem63b の活性化が促進されます。この活性化メカニズムは、神経細胞と赤血球がリン脂質のスクランブルを通じて環境の変化に適応する仕組みを説明できる可能性があります。
研究者らは、この発見がてんかんや貧血など、リン脂質のスクランブルが阻害される疾患の新たな治療法につながることを期待している。
#細胞膜の調節に関与する新しいタンパク質