| Project/Area Number |
22K15072
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
草木迫 司 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80815316)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | イオンチャネル / 膜タンパク質 / 機械刺激 / クライオ電子顕微鏡 / 単粒子解析 / チャネル |
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| Outline of Research at the Start |
聴覚や平衡感覚に関わる機械刺激-電気信号変換（Mechanoelectrical transduction: MET）チャネル複合体は，TMCタンパク質といくつかのサブユニットにより構成されるが，その作動機構には不明な点が多く残されている。本研究では，制御サブユニットによるチャネル活性調節機構を含めたMETチャネル複合体の作動機構の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
METチャネル複合体は内耳有毛細胞の不動毛に局在し、音や体に加わる加速度などによって生じた機械刺激を電気信号に変換する役割を果たすことで、聴覚や平衡感覚の受容に関与している。複数のタンパク質がMETチャネル複合体の構成因子として知られており、TMCタンパク質（TMC1/TMC2）がイオン透過経路を形成し、膜タンパク質であるTMIEやLHFPL5、細胞内因子であるCIB2/CIB3が補助サブユニットとしてMETチャネルの活性を調節すると考えられている。しかし、METチャネル複合体を構成する各サブユニットがどのようにMETチャネル活性を調節するのか、そして機械刺激によってどのようにチャネルが開閉するのかという核心的な問いについては未だ謎に包まれている。本年度はTMCとCIBの複合体サンプルの発現系・精製系を確立し、ナノディスク再構成の条件を最適化して、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析により、高分解能の密度マップを取得した。得られた密度マップによりTMC-CIB複合体の構造決定に成功し、チャネル開閉メカニズムに関する知見を得た。得られた構造に基づき、今後機能解析を進める。さらにTMIEやLHFPL5などの補助サブユニットを含めた複合体形成の条件検討を進め、複数のMETチャネル複合体の形成条件を見出した。今後それらの立体構造を決定して、各サブユニットによるMETチャネル活性の制御メカニズムを解明する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
TMC-CIB複合体の構造決定に成功して、チャネル開閉メカニズムに関する知見を得ることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた構造に基づいて機能解析を進める。他のサブユニットを含むMETチャネル複合体の構造決定を目指す。
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