ER膜上ドメインの存在とMCSにおける意義 (PNAS 2020年3月16日号掲載論文)

結論から言うと、細胞が低張で膨潤した際に、ER及び他のオルガネラが巨大小胞の形に転移することを示し、その系を利用して、
[ERとmito, lipid droplet, endosome, PMとのコンタクトサイト]はLo ドメインを基点に形成され、[ERとlyso, peroxisomeとのコンタクトサイト]はLdドメインを基点に形成される、
ということを示した論文。

 

本日は「ER membranes exhibit phase behavior at sites of organelle contact (ER膜はオルガネラ接触部位で相状態の挙動を示す[*「相状態」というとよく分からないかもしれませんが、「膜は一様ではなく、特定の要素で定義されるドメインがある」くらいの意味だと思います])」という論文で、Janelia Research Campus, HHMI の Arnold Y. Seo 及び Jennifer Lippincott-Schwartz のグループによる研究。(論文サイトへのlink→*1

 

 

違うオルガネラが異なるドメインとinteractするというのは、認識テザリングたんぱく質が鍵と鍵穴のような関係になっているのでしょうか?面白いですね。

 

興味を持たれた方はabstractもどうぞ。

The endoplasmic reticulum (ER) is the site of synthesis of secretory and membrane proteins and contacts every organelle of the cell, exchanging lipids and metabolites in a highly regulated manner. How the ER spatially segregates its numerous and diverse functions, including positioning nanoscopic contact sites with other organelles, is unclear. We demonstrate that hypotonic swelling of cells converts the ER and other membrane-bound organelles into micrometer-scale large intracellular vesicles (LICVs) that retain luminal protein content and maintain contact sites with each other through localized organelle tethers. Upon cooling, ER-derived LICVs phase-partition into microscopic domains having different lipid-ordering characteristics, which is reversible upon warming. Ordered ER lipid domains mark contact sites with ER and mitochondria, lipid droplets, endosomes, or plasma membrane, whereas disordered ER lipid domains mark contact sites with lysosomes or peroxisomes. Tethering proteins concentrate at ER–organelle contact sites, allowing time-dependent behavior of lipids and proteins to be studied at these sites. These findings demonstrate that LICVs provide a useful model system for studying the phase behavior and interactive properties of organelles in intact cells.

(私訳と勝手な注釈) 

小胞体(小胞体)は、分泌タンパク質や膜タンパク質の合成部位であり、細胞内のあらゆる小器官と接触し、高度に制御された方法で脂質や代謝物を交換している。小胞体がどのようにして「他の小器官とのナノスケールのMCS形成・配置」を含めた多様な機能を空間的に分離しているのかは明らかになっていない。本研究では、細胞を低張で膨潤させる[*浸透圧によって水分が細胞に流入し、細胞が膨張する]ことで、ER及びその他のオルガネラがmicrometer-scale large intracellular vesicles(マイクロメートルスケールの大細胞内小胞)(LICVs)に変換され、小器官の局所的なテザリング分子を介して、内腔内のタンパク質含有量を保持し、互いに接触部位を維持することを実証した。冷却すると、ER由来のLICVは、異なる脂質の組成からなるliquid-ordered (Lo) microdomainsに相分離するが、これは温めると可逆的である。Lo microdomains(秩序化されたER脂質ドメイン)は、ERとミトコンドリア、lipid droplet、エンドソーム、またはendosomeとの接触部位を示すのに対し、Ld microdomains(無秩序化されたER脂質ドメイン)は、リソソソームまたはペルオキシソームとの接触部位を示す。本研究により、脂質とタンパク質の時間依存的な挙動を調べることができるようになった。これらの知見は、LICVがインタクトな細胞内の小器官の相挙動や相互作用特性を研究するための有用なモデルシステムになることを示している。

 

本筋と関係ない余談1:
論文読みのブログ更新に間隔が開いてしまいました!それでも昔の自分なら理由をつけて論文読みoutputの更新をストップしていたと思います。過去に全くそれと同じ失敗と挫折をしたので、間をあけつつも更新再開できるメンタルになってます。やっぱり、最速で小さな失敗を積み重ねることこそが、成功への一番の近道なんだなぁと感じております。

本筋と関係ない余談2:
Google翻訳から、DeepLを使うように変えてみます!どれくらい手間が変わったか、今後レポートしてみます!