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March 14, 2014, Freiburg--上皮組織は人体の臓器を埋め尽くしている。皮膚、腸、腎臓ではこの細胞層は、ホルモンや栄養物のような分子の交換を調整する境界を形成する。フライブルクの生物物理学者、Dr. Roland Thünauerと助教授Dr. Winfried Römer(フライブルク大学生物学研究所II、Cluster of Excellence BIOSS Centre for Biological Signalling Studiesのメンバー)は、タンパク質が上皮細胞外膜に輸送される新しいメカニズムを発見した。
これらの細胞は分極している。外側に向いている細胞膜、頂端膜は、臓器の内側に向いている側低膜とは異なるタンパク質を含んでいる。タンパク質が、微小な膜コンテナ、いわゆる小嚢を介してどのように適切な細胞極に輸送されるかは十分に分かっていない。上皮組織の細胞は、積み出し港に似ている。物質が供給され、出荷され、取り出され、送られる。「細胞出荷ポート」の組織をよく見ると、この輸送が損なわれる病気の処置に役立つ。
顕微鏡と生体細胞内の蛍光タンパク質の協調輸送の助けを借りて、研究チームは、タンパク質がその合成から頂端細胞膜に届くまでの道を追跡した。米国ニューヨークのWeill Cornell Medical CollegeおよびオーストリアのCBL GmbHの研究グループと協力して、両氏はタンパク質を仕分けて頂端膜に輸送するための新しいメカニズムと信号伝達分子を明らかにした。
細胞膜タンパク質は小胞体で合成され、いわゆるゴルジ(Golgi)容器に送られ、そこから小さな小嚢で頂端膜に出荷される。研究チームは、頂端膜向けのタンパク質が、ゴルジ容器を離れた後に、次の区画、頂端膜回収エンドソーム(AREs)で仕分けられることも発見した。タンパク質Rab11 がこの過程で重要な役割を果たす。AREsを離れた後、頂端タンパク質は再び小嚢にパッケージされ、目標の膜に送られる。タンパク質Rab11もこの輸送の最終段階に関わっている。小嚢は外膜と融合し、タンパク質が頂端細胞面に届くようになる。
(詳細は、National Academy of Sciencesに発表されている)