Elucidation of pH signals in biological systems

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Establishment of pH Biology
• Project/Area Number: 20H05791
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (III)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Okamura Yasushi 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (80201987)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荻沼 政之 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (50825966)
• Project Period (FY): 2020-10-02 – 2023-03-31
• Keywords: イオンチャンネル / 濃度勾配 / 遺伝子組換え魚類 / 糖鎖 / pH / エンドソーム / ミクログリア / 酸性化

Outline of Final Research Achievements

We found cultured microglia has activities of Hv1 on endosomes which were revealed by patch clamp analysis and pharmacological experiments. These activities lead to regulation of actin polymerization through pH sensitive mediating proteins. We also found that killifish deficient of Hv1 gene has a longer lifespan, suggesting that local pH regulation by Hv1 might be involved in homeostasis of tissues. In our study of diapause of killifish, we found that intracellular pH shifts to an acidic state, and this acidification induces the diapause process.

Free Research Field

生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

pHは、細胞の恒常性や膜を介する電気化学勾配によるエネルギー産生を中心に研究されてきた。岡村らは貪食細胞の活性酸素産生時のpH制御因子であるHv1がミクログリア細胞内小胞上に発現し局所の「pH場」を形成し、細胞骨格の動態を調節することを見出した。また魚類の解析を通し発生や老化に伴うpH場の関与が示された。これらの成果は、pH場が発生や老化などの時系列現象の理解に繋がり、さらにこれらの変調による病態の解明や制御の戦略確立につながると期待される。また領域内連携によって有孔虫やサンゴのHv1オルソログ分子を明らかにし、今後生命環境丸ごとを盛り込んだpH場形成の仕組みと意義の解明へと進むと期待できる。