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細胞生物学:エンドソームの繋留タンパク質はエントロピー的崩壊によって小胞を寄せ集める

Nature 537, 7618 doi: 10.1038/nature19326

細胞内輸送の初期段階は、小胞が適切な標的膜によって選択的に認識される過程で、Rab GTPアーゼが繋留エフェクターの動員を介してこの過程を調節している。膜への繋留によって、SNARE(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)の対合だけの場合よりも膜融合の選択性と効率が高くなる。今回我々は、繋留された小胞が融合のために標的膜へと近づく仕組みを調べるために、ホスファチジルイノシトール 3-リン酸を含む膜とRab5を含む結合小胞の所へ集められる二量体コイルドコイルタンパク質EEA1からなる、非対称なエンドソーム繋留装置を再構築した。意外にも、Rab5:GTPがEEA1にアロステリックなコンホメーション変化を引き起こし、伸びた構造から柔軟性のあるつぶれた構造に変えることが、構造解析から明らかになった。光ピンセットを使った動態解析により、EEA1は伸びたコンホメーションをとっている場合に離れた場所の小胞を捉えることが確認され、またその柔軟性と繋留反応の際に生じる力を直接測定することができた。コンホメーション変化が起こらないように遺伝的操作を加えたEEA1変異体を発現させると、繋留した小胞からなる目立つクラスターがin vivoで生じる。これらの結果から、Rab5がEEA1の柔軟性を変化させ、それによってエントロピー的崩壊力(entropic collapse force)を生じさせて、捕捉した小胞を標的膜へと引き寄せ、膜への付着と融合を開始させるという新しい仕組みの存在が考えられる。

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