Analysis of yeast TRPY1 channel which convert physical stimulations into biochemical signals.

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K05823
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 浜本 晋 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (10533812)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 液胞

Outline of Annual Research Achievements

真核生物に広く保存されているTRPチャネルは、様々な環境の変化や細胞内情報伝達物質に応答して陽イオンを非選択的に透過するイオンチャネルである。出芽酵母の液胞膜に発現するTRPチャネルであるTRPY1は、高浸透圧に応答して液胞から細胞質にCa2+を放出することが知られているが、細胞外で生じた浸透圧変化の感知とその後のTRPY1へのシグナル伝達の分子機構は未だ不明である。本研究では、TRPY1による高浸透圧応答に関わる制御因子の同定を目的に網羅的な解析を行った。Ca2+の発光検出を行うために、イクオリン遺伝子を出芽酵母の一遺伝子破壊株コレクション5100株に導入して高浸透圧ストレスに応答しない遺伝子破壊株の探索を行った。その結果、45株において著しい高浸透圧ストレス応答の低下が観察された。さらに、45株において破壊されている遺伝子を野生株よりクローニングし、出芽酵母に過剰発現させたところ、7つの遺伝子発現株において野生株よりも高い高浸透圧応答活性が示された。
研究代表者は、出芽酵母の液胞膜を発現系とするパッチクランプ法により複数のオルガネラ膜局在性イオンチャネルの機能解析を行い報告した。より多くのオルガネラ膜局在性イオンチャネルの出芽酵母液胞膜への発現をめざし、シグナル配列の改良などを行い液胞膜への発現効率の向上を試みた。出芽酵母の液胞膜局在性のXタンパク質のC末端領域の18残基（X18タグ）をラン藻チラコイド膜局在性のY輸送体のC末端領域を結合させた融合タンパク質を出芽酵母に発現させたところ、液胞膜への発現が確認された。これまでに複数のオルガネラ膜タンパク質に同様にX18タグを融合させて検討したが、液胞膜への局在性は100%では無かったため、タグ配列の改良を継続する。
本研究で得られた知見を軸にして細胞内小器官に発現するイオンチャネルの活性制御機構について更なる解明を目指す。