細胞分裂時のエキソサイトにおける細胞分裂装置タンパク質セプチンと外分泌複合体の物理的相互作用

核心概念

セプチンは外分泌複合体の細胞膜への局在化を制御し、適切な分泌小胞の標的化と融合を可能にする。

要約

本研究では、分裂酵母におけるセプチンと外分泌複合体の相互作用を明らかにした。

• セプチンと外分泌複合体は細胞分裂面に共局在し、互いに部分的に依存的な局在化を示す。
• セプチンは外分泌複合体の細胞分裂面縁への局在化を維持するために重要である。セプチンがない場合、外分泌複合体は細胞分裂面全体に広がる。
• AlphaFold2予測と共免疫沈降実験により、セプチンと外分泌複合体サブユニットの間に複数の直接的な物理的相互作用が存在することが明らかになった。
• セプチンの欠失により、分泌小胞の標的化と分泌小胞の内容物の局在が乱れ、細胞分離の遅延につながる。
• これらの結果から、セプチンが外分泌複合体の細胞膜への局在化を制御し、適切な分泌小胞の融合を可能にすることが示された。

統計

細胞分裂面におけるセプチンSPn1とExocyst複合体サブユニットSec3の共局在は、細胞分裂の進行に伴って変化する。
spn1Δ細胞では、Sec3、Exo70、Sec8などの外分泌複合体サブユニットの細胞分裂面縁への局在が減少し、細胞分裂面全体に広がる。
spn1Δ細胞では、分泌小胞マーカーYpt3とSyb1の細胞分裂面への局在が中心寄りに偏る。
spn1Δ細胞では、分泌小胞の内容物であるβ-グルカン合成酵素Bgs1の細胞分裂面中心への偏在と、β-グルカナーゼEngl1の細胞分裂面縁からの消失が観察された。

引用

"セプチンは外分泌複合体の細胞膜への局在化を制御し、適切な分泌小胞の標的化と融合を可能にする。"
"セプチンの欠失により、分泌小胞の標的化と分泌小胞の内容物の局在が乱れ、細胞分離の遅延につながる。"

抽出されたキーインサイト

Septins function in exocytosis via physical interactions with the exocyst complex in fission yeast cytokinesis

by Singh,D., Li... 場所 www.biorxiv.org 07-12-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.09.602728v1

深掘り質問

細胞分裂面におけるセプチンと外分泌複合体の相互作用は、他の細胞種でも同様に重要であろうか。

セプチンと外分泌複合体の相互作用は、他の細胞種においても非常に重要であると考えられます。特に、真菌や動物細胞において、セプチンは細胞分裂や細胞内輸送において中心的な役割を果たしています。例えば、マグナポルテ・オリザエやカンジダ・アルビカンスなどの真菌では、セプチンが外分泌複合体の局在を調節し、感染過程における細胞の適応を助けています。これらの研究は、セプチンと外分泌複合体の相互作用が細胞分裂だけでなく、細胞の成長や分化、さらには病原性においても重要であることを示唆しています。したがって、セプチンと外分泌複合体の相互作用は、さまざまな細胞種において共通の機能を持つ可能性が高いです。

セプチンと外分泌複合体の相互作用は、細胞分裂以外の過程でも機能するのだろうか。

はい、セプチンと外分泌複合体の相互作用は、細胞分裂以外の過程でも機能します。セプチンは、細胞内のさまざまなプロセスに関与しており、特に細胞膜の動態や小器官の輸送において重要な役割を果たしています。例えば、セプチンは細胞内のシグナル伝達や膜の形状変化に関与し、外分泌複合体と連携して細胞の適切な機能を維持します。また、神経細胞においては、セプチンがシナプスの形成や機能に関与し、外分泌複合体が神経伝達物質の放出に寄与することが示されています。このように、セプチンと外分泌複合体の相互作用は、細胞分裂以外の多くの生理的過程においても重要な役割を果たしています。

セプチンと外分泌複合体の相互作用は、細胞膜の形態変化や細胞内小器官の動態にどのような影響を及ぼすのだろうか。

セプチンと外分泌複合体の相互作用は、細胞膜の形態変化や細胞内小器官の動態に多大な影響を与えます。セプチンは、細胞膜の局所的な構造を形成し、膜の曲率を感知する能力を持っています。これにより、セプチンは外分泌複合体の局在を調節し、膜融合や小器官の輸送を促進します。具体的には、セプチンが外分泌複合体を細胞膜の特定の部位に固定することで、外分泌小胞の融合を正確に制御し、細胞内の物質輸送を効率的に行うことができます。また、セプチンの存在は、細胞膜の安定性を高め、細胞内小器官の動態を調整するための重要な基盤を提供します。このように、セプチンと外分泌複合体の相互作用は、細胞膜の形態変化や細胞内小器官の動態において、精密な調整を行うための重要なメカニズムとなっています。