| Project/Area Number |
22KJ0577
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| Project/Area Number (Other) |
21J20692 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 達基 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | ATPチャネル / クライオ電子顕微鏡 / 骨形成 / アポトーシス / ギャップジャンクション / イオンチャネル |
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| Outline of Research at the Start |
Pannexinは脊索動物に広く発現するATPチャネルであり、三つのサブタイプが存在する。
中でも骨細胞に発現するPannexin3は細胞膜にてATPの放出とCa2+波の細胞間での伝播を担うのに加え、小胞体膜にてCa2+の放出を担うことが報告されている。また Pannexin3の欠失は小人症と骨密度の低下を引き起こす。このように Pannexin3は異なる場所で異なる役割を果たす稀有かつ重要なチャネルであり、構造に基づいた分子メカニズムの理解が求められている。そこでPannexin3の構造を決定することでPannexin3の分子メカニズムを解明し、骨形成関連疾患の治療法確立等に寄与する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、細胞死のトリガーとなるATPチャネルPannexin1、神経の分化を制御するPannexin2および骨細胞の分化にかかわるPannexin3についてクライオ電子顕微鏡を用いた構造解析を試みた。我々はバキュロウイルスを用いた哺乳細胞によるPannexin1の大量発現系およびHisタグアフィニティークロマトグラフィー・ゲルろ過クロマトグラフィーによる精製系を確立した。界面活性剤中のPannexin1に対してクライオ電子顕微鏡による構造解析を試みたが、タンパク質粒子の気液界面への吸着に由来すると考えられる粒子の向きの偏りにより構造決定には至らなかった。そこでPannexin1を脂質nanodiscに再構成することで偏りを解消し、構造決定に足る密度マップを得た。密度マップより、Pannexin1が7量体チャネルを形成することを明らかにした。また、哺乳細胞によるPannexin2およびPannexin3の発現を融合させたGFPを用いた蛍光ゲルろ過クロマトグラフィーにて評価したところ、Pannexin3にが性状良く発現することが分かった。そこでPannexin3に関してPannexin1と同様の手法で大量発現・精製を行い構造解析を試みたが、粒子の不均一性などの問題から構造決定に足る密度マップは得られなかった。しかしその二次元平均像から、pannexin3がPannexin1と同様7量体チャネルを形成することを明らかにした。
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