研究概要

１つのオルガネラの中には、異なる役割を担う場が存在し、本領域ではこれをオルガネラ・ゾーンと命名する。本領域では、細胞の様々な様態におけるオルガネラ・ゾーンを可視化し、その生物学的な役割を明らかにする。本計画研究では、 「膜脂質を基軸としたオルガネラ連携ゾーンの解明」を中心に解析する。 

細胞内の各オルガネラは特徴的な膜脂質組成を有しており、さらに、１つのオルガネラの中でも脂質は均一に存在するのではなくドメインを形成している。これまでに申請者は膜脂質組成の形成機構(H. C. Lee et al., Mol Biol Cell, 2008、R. Imae et al., J Lipid Res, 2012)、及び、脂質のオルガネラ特異的な分布が膜輸送において果たす役割(Y. Uchida et al., Proc Natl Acad Sci U S A, 2011、S. Lee et al., EMBO J, 2015)を明らかにしてきた。加えて近年、この脂質の特異的分布が細胞増殖や自然免疫応答を制御する細胞内シグナル伝達にも関与するというデータを得つつある。本研究では、オルガネラ・ゾーンを膜脂質ドメインという観点から解析し、各オルガネラの特徴的な脂質から形成されるゾーンの形成機構及びその細胞生物学的意義を解明する。

代表的な原著論文

1. Akagi, S., Kono, N., Ariyama, H., Shindou, H., Shimizu, T. and Arai, H. (2016) Lysophosphatidylcholine acyltransferase 1 protects against cytotoxicity induced by polyunsaturated fatty acids. FASEB J 30, 2027-2039
2. Mukai, K., Konno, H., Akiba, T., Uemura, T., Waguri, S., Kobayashi, T., Barber, G. N., Arai, H. and Taguchi, T. (2016) Activation of STING requires palmitoylation at the Golgi. Nat Commun 7, 11932
3. Lee, S., Uchida, Y., Wang, J., Matsudaira, T., Nakagawa, T., Kishimoto, T., Mukai, K., Inaba, T., Kobayashi, T., Molday, R. S., Taguchi, T. and Arai, H. (2015) Transport through recycling endosomes requires EHD1 recruitment by a phosphatidylserine translocase. EMBO J 34, 669-688
4. Maekawa, M., Terasaka, S., Mochizuki, Y., Kawai, K., Ikeda, Y., Araki, N., Skolnik, E. Y., Taguchi, T. and Arai, H. (2014) Sequential breakdown of 3-phosphorylated phosphoinositides is essential for the completion of macropinocytosis. Proc Natl Acad Sci U S A 111, E978-87
5. Ohba, Y., Sakuragi, T., Kage-Nakadai, E., Tomioka, N. H., Kono, N., Imae, R., Inoue, A., Aoki, J., Ishihara, N., Inoue, T., Mitani, S. and Arai, H. (2013) Mitochondria-type GPAT is required for mitochondrial fusion. EMBO J 32, 1265-1279
6. Kono, N., Ohto, U., Hiramatsu, T., Urabe, M., Uchida, Y., Satow, Y. and Arai, H. (2013) Impaired α-TTP-PIPs interaction underlies familial vitamin E deficiency. Science 340, 1106-1110
7. Uchida, Y., Hasegawa, J., Chinnapen, D., Inoue, T., Okazaki, S., Kato, R., Wakatsuki, S., Misaki, R., Koike, M., Uchiyama, Y., Iemura, S., Natsume, T., Kuwahara, R., Nakagawa, T., Nishikawa, K., Mukai, K., Miyoshi, E., Taniguchi, N., Sheff, D., Lencer, W. I., Taguchi, T. and Arai, H. (2011) Intracellular phosphatidylserine is essential for retrograde membrane traffic through endosomes. Proc Natl Acad Sci U S A 108, 15846-15851
8. Imae, R., Inoue, T., Kimura, M., Kanamori, T., Tomioka, N. H., Kage-Nakadai, E., Mitani, S. and Arai, H. (2010) Intracellular phospholipase A1 and acyltransferase, which are involved in Caenorhabditis elegans stem cell divisions, determine the sn-1 fatty acyl chain of phosphatidylinositol. Mol Biol Cell 21, 3114-3124
9. Lee, H. C., Inoue, T., Imae, R., Kono, N., Shirae, S., Matsuda, S., Gengyo-Ando, K., Mitani, S. and Arai, H. (2008) Caenorhabditis elegans mboa-7, a member of the MBOAT family, is required for selective incorporation of polyunsaturated fatty acids into phosphatidylinositol. Mol Biol Cell 19, 1174-1184

総説

1. Kono, N. and Arai, H. (2015) Intracellular Platelet-Activating Factor Acetylhydrolase, Type II: A Unique Cellular Phospholipase A2 That Hydrolyzes Oxidatively Modified Phospholipids. Enzymes 38, 43-54
2. Hattori, M. and Arai, H. (2015) Intracellular PAF-Acetylhydrolase Type I. Enzymes 38, 23-36
3. Lee, S., Taguchi, T. and Arai, H. (2015) Endosomal lipid flippases and their related diseases. Channels (Austin) 9, 166-168
4. Kono, N. and Arai, H. (2014) [Regulation of the vitamin E level in the body by alpha-TTP, alpha-tocopherol-specific transfer protein]. Seikagaku 86, 232-241