2016 Fiscal Year Research-status Report

IRBITファミリーによるpH・塩素イオン濃度制御が神経機能に果たす役割の解明

Research Project

Project/Area Number	16K07075
Research Institution	Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	河合克宏国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (00553653)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	IRBIT / LongIRBIT / splicing varinats / 多機能性蛋白質
Outline of Annual Research Achievements	IRBITには高い相同性を有するホモログがあり、我々はN末端により長い特異的配列が付加されていた事からLongIRBITと命名した(Ando H et al. JNC 2009)。近年ヒトの網羅的遺伝子発現解析の結果、LongIRBITにはN末端の異なるsplicing variantが存在する事がデータベース上で明らかとなり、実際、申請者はマウスにおいて相同するsplicing variant (3 or 4)のクローニングに成功した。IRBITおよびLongIRBITのsplicing variants(IRBITファミリー)はマウスの様々な組織において、異なる発現パターンを示し、特に脳神経系においては、発達段階においてsplicing variantsの発現パターンが変化する事がわかった。IRBITおよびLongIRBITのsplicing variantsは細胞株過剰発現系および胃組織において、ヘテロ多量体を形成することもわかった。さらに、申請者は細胞内における各splicing variantsの蛋白質安定性を調べた結果、splicing variantsにより安定性が異なる事を発見した。次に、細胞株を用いた結合実験において、splicing variantsにより標的分子に対して異なる結合親和性を示す事もわかった。IRBITノックアウト細胞株および胃の一次培養細胞を用いて、IRBITファミリーの発現が標的分子の活性に与える影響を評価した所、IRBITおよびLongIRBIT splicing variantsにより異なる影響を示すことがわかった。これらのことから、LongIRBIT splicing variantsがIRBITファミリーの多機能性を発揮する制御機構の一端を担っている事を明らかにした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 新規IRBITホモログによるIRBITにファミリーの制御機構の解明に関して、結論付けるに十分な結果を得ることができ、論文としてProc Natl Acad Sci U S A. に発表することができた。さらに、AE2/3の活性制御に関しても平行して研究を勧めており、結合部位や活性制御に関して幾つかの新たな知見を得ている。
Strategy for Future Research Activity	当初の計画どおり、IRBITファミリー新規結合分子 Anion Exchanger2/3 (AE2/3)に対する機能解析およびIRBIT欠損が神経興奮性および細胞傷害性に及ぼす影響の評価についても研究を進め、LongIRBITのノックアウトマウスに関してはIRBITとのダブルノックアウトマウスにおいて、顕著な表現型を見出したのでダブルノックアウトマウスを中心に解析をすすめる。IRBITノックアウトマウスの電気生理学的解析に関しては、東京大学医科学研究所神経ネットワーク分野の小林静香助教および山形大学の後藤純一助教と共同で研究を進めており、実験実施に必要なマウスを確保が律速となるため、交配マウスを増やし、研究推進する。