2007 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 Nagoya University, 大学院・医学系研究科, 教授 (10093428)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉村 建二郎 筑波大学, 大学院・生命環境科学科, 教授 (10230806)
成瀬 恵治 岡山大学, 大学院・生命環境科学科, 教授 (40252233)
辰巳 仁史 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (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 / 細胞骨格 / zyxin / クラミドモナス / シロイヌナズナ / 血管内皮細胞 |
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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、および、3)新規SAチャネル/ブロッカーの探索と応用、さらには、4)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。本年度の主要な成果は以下の3項目である。
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から開閉構造に関する新知見が得られ、論文発表した(PNAS)。また同MscSの開口過程における細胞質ドメインの役害を解析し、開口過程のモデルを提出した(Biophys J)。MscLの分子動力学計算を進め、膜伸展下での脂質分子とMscL膜張力感知部位の詳細な相互作用機構、およびその下流の最終標的であるゲートの開口の活性化エネルギーを見積もることができた(論文準備中)。
2)培養上皮細胞のセミインタクトモデルを用いて、機械刺激依存的なアクチン線維の重合過程におけるzyxinの役割を明らかにして論文投稿した(J Cell Sci)。またこの現象を解析するためにin-vitroモデルを開発し、力依存的なアクチン重合促進を再現することができた。
3) クラミドモナスを用いて、真核生物では初の機能的MscSホモログ遺伝子を同定し、その機能解析を行った(PNAS)。シロイヌナズナを用いて、植物では初のSAチャネル候補遺伝子を同定した(PNAS)。また血管内皮細胞の伸展依存性Ca2+上昇を担う実体がTPRVチャネルであることをほぼ確定した(準備中)。
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