硫化水素分子によるイオンチャネルの機能修飾機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Life Science Innovation Driven by Supersulfide Biology |
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| Project/Area Number |
22H05570
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
川鍋 陽 香川大学, 医学部, 講師 (10707128)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | イオンチャネル / 電位依存性イオンチャネル / 電気生理学 / パッチクランプ / 硫化水素 / H2S / 硫黄 / 電位依存性 |
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| Outline of Research at the Start |
電位依存性カリウムチャネルKv7.2/7.3は、神経細胞における電気信号発生の分子基盤であり、生理的に重要な役割を担っている。近年、神経障害性疼痛において硫化水素H2Sの役割が研究されているが、その分子レベルでの標的がKv7.2/7.3であると提唱されている。
本研究では、Kv7.2/7.3に対するH2Sの作用を検証し、その機能修飾メカニズムの理解を目的としている。電気生理学的手法と蛍光変化解析を駆使し、機能と構造変化の両面からH2Sの効果を検証する。これらの実験と本領域メンバーとの連携により、H2Sによる生体制御の分子レベルでの仕組みを理解し、将来的には創薬・医療の発展への貢献を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
電位依存性カリウムチャネルKv7.2/7.3は、神経細胞における電気信号発生の分子基盤であり、生理的に重要な役割を担っている。近年、神経障害性疼痛における硫化水素H2Sの役割について研究が進んでいるが、H2Sの分子レベルでの標的がKv7.2/7.3であると提唱されている。本研究ではKv7.2/7.3に対するH2Sの作用を検証し、その機能修飾メカニズムの理解を目的としている。
前年度は、Kv7.2/7.3に関する効果を検証したが、本年度は他のKv7ファミリー, Kv7.4に対するH2Sの効果を検証した。Kv7.4は内耳に発現しており、聴覚機能に重要であることが知られているイオンチャネルである。Kv7.2/7.3の解析と同様に、哺乳類培養細胞CHOにKvを異種発現させ、電気生理学的手法（Whole-cell Clamp法）にて解析を実施した。測定の結果、Kv7.4においてもH2Sによる電流上昇が観測されたが、Kv7.2/7.3と異なり固定電位(-80mV)でのリーク電流が増大した。この電流は-150mVまで電位を下げても残っており、常時開状態の成分が出現したものと考えられる。また、電位依存性も検討したところ、閾値が負側にシフトしたことから、電位依存性の変化と常時開状態の2つの成分が電流上昇の原因であることが判明した。さらに、還元剤であるDTTで処理したところ、常時開状態成分の消失、電位依存性も戻ったため不可逆的な効果ではなく、H2S修飾による効果であることが明らかとなった。これらのH2Sによるチャネル電流への効果の違いからKv7.2/7.3および7.4では、H2Sの修飾部位が異なることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Rhodopsin-bestrophin fusion proteins from unicellular algae form gigantic pentameric ion channels2022
Author(s)
Rozenberg A,Kaczmarczyk I,Matzov D,Vierock J,Nagata T,Sugiura M,Katayama K,Kawasaki Y,Konno M,Nagasaka Y,Aoyama M,Das I,Pahima E,Church J,Adam S,Borin VA,Chazan A,Augustin S,Wietek J,Dine J,Peleg Y,Kawanabe A,Fujiwara Y,Yizhar O,Sheves M,Schapiro I,Furutani Y,Kandori H,Inoue K,Hegemann P,Beja O,Shalev-Benami M.
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Journal Title
Nature Structural & Molecular Biology
Volume: 29
Issue: 6
Pages: 592-603
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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