2006 Fiscal Year Annual Research Report
機械受容チャネルを核としたメカノバイオロジーの創成
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16GS0308
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
曽我部 正博 名古屋大学, 大学院医学系研究科, 教授 (10093428)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉村 健二郎 筑波大学, 大学院・生命環境科学科生物科学系, 助教授 (10230806)
成瀬 恵治 岡山大学, 大学院医歯薬学総合研究科, 教授 (40252233)
辰巳 仁史 名古屋大学, 大学院医学系研究科, 助教授 (20171720)
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| Keywords | メカノバイオロジー / メカノセンサー / 細菌SAチャネル / 心筋SAチャネル / 細胞骨格 / 接着斑 / チャネルブロッカー / 心房細動 |
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| Research Abstract |
細胞の機械刺激受容・応答能は生命現象を支える根幹機能であり、基礎生物学や医学の発展に欠かせない重要な研究対象であるが、その分子機構の大半は不明である。本研究の目標は、現在唯一確定しているメカノセンサー、SAチャネルを機軸に、1)SAチャネル活性化(開閉)機構の解明、2)機械受容における細胞骨格の役割解明、特に力の方向(ベクトル)センサーであることの検証、および、3)新規SAチャネルブロッカーの探索と応用、4)さらには機械受容が核となる新規な細胞応答の実験系の確立を通して、"メカノバイオロジー"という新領域の基盤形成を行うことを目標にしている。本年度は以下の4項目について成果が得られた。
1)細菌SAチャネルMscLの開チャネル変異体蛋白質のクライオ電顕像と3次元トモグフィー像を取得し、前年度のnegative-stain像よりも格段に優れた構造情報が得られた。またMscLのin-silico再構成に基づいて分子動力学計算を行い、我々が実験的に予測した膜張力感知部位が正しいことを確認した。
2)アクチン線維とリンクするインテグリンやビンキュリンを含む接着斑構造の機械刺激に対する変化をsemi-intactおよびin-vitroでアッセイする実験系を開発し、接着斑蛋白質のzyxinが力学応答に重要であることを発見した。
3)心筋SAチャネルSAKCAにGFP-tagを導入したconstructを作製し、SAKCAの動きを1分子観察することに成功した。その結果、一部のSAKCAは接着斑に局在することが分かった。また摘出環流心モデルを用いて伸展依存性心房細動を再現し、これを抑制する候補薬物を発見した。
4)神経ステロイドによって海馬シナプス可塑性が急性に上昇するという発見に基づき、これに伴うスパインの形態変化とアクチンの動態を追跡する2光子イメージング系を作製した。
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