2018 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of chemotactic range extension mechanism
| Project/Area Number |
17K15105
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
宮永 之寛 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (70569772)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 走化性 / 濃度レンジ / GPCR / Gタンパク質 / １分子イメージング / 細胞内シグナル伝達 / 細胞性粘菌 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，真核細胞の走化性にみられる，広い濃度レンジで誘引物質の濃度勾配を検知する仕組みを明らかにするために実施した。昨年度実施した三量体Gタンパク質動態の１分子解析により，一般的に知られているGタンパク質共役受容体(GPCR)と三量体Gタンパク質の相互作用様式とは異なる複合体形成が明らかになった。本年度は，昨年度発見したGPCR-Gタンパク質複合体形成を走化性における濃度勾配センシングのシグナル伝達モデルに組み込むことで，数μMの誘引物質濃度で働く勾配検出のメカニズムを提案した。
細胞が広い濃度レンジで走化性応答を示すためのメカニズムを明らかにするうえで，昨年度発見したGPCR-Gタンパク質複合体形成をより詳細に調べ上げる必要があると判断したため，本年度の当初の研究実施計画を変更し，Gタンパク質動態の1分子解析をさらに行った。得られた結果をもとに，数μMの誘引物質濃度ではGPCR-Gタンパク質複合体形成によってシグナルの勾配が作られるメカニズムを提案した。これは，GPCRによるGタンパク質の活性化や，我々が見出したGip1を介した局在制御だけでは説明が難しかった高濃度での応答を説明するものである。詳細な数理モデルの構築とシミュレーションには至らなかったが，誘引物質の濃度に応じてGタンパク質の使い方を切り替えることで幅広い濃度範囲で応答を可能にするという新しいコンセプトに基づくモデルを得た。本研究によって得られた知見は走化性のみならず，GPCRとGタンパク質が使われる他のシグナル伝達を理解するうえでも重要なものとなり得る。
|
