2019 Fiscal Year Research-status Report
嗅覚情報変換チャネルにおける興奮と抑制を修飾する分子メカニズム解明
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19K06764
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
竹内 裕子 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (10324823)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 感覚生理学 / 電気生理学 / パッチクランプ法 / イオンチャネル / 嗅線毛 / ケージド化合物 / セカンドメッセンジャー / シグナルトランスダクション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、「生きた」嗅細胞を用いて、リアルタイムで情報変換チャネル活性を電気生理学的手法で解析し「嗅覚情報変換チャネルにおける興 奮と抑制を修飾する分子メカニズム解明」を目的としている。末梢にある感覚神経細胞は、外部からの刺激を受容し、生体電気信号に変換して中枢である脳へ情報を伝達する。匂いを知覚する嗅細胞では、直径100-200nmの微細な構造体である線毛で、化学-電気の情報変換が行われている。これが嗅覚受容の第一段階である。この入力-出力システム機構により、その後の段階は大きく影響されることから、初段でのシグナル変換はシグナル伝達を考える上で非常に重要なポイントである。
現時点において、嗅細胞の興奮のみが末梢における匂い受容を担い、抑制による修飾は中枢で行われていると広く信じられている。しかし、近年我々は匂い応答時に嗅細胞レベルで興奮と同時に抑制も起こっている事実を発見し報告しているが、未だ広く知られていない。この興奮と抑制の分子メカニズム解明により、日常生活を営む上で、飲食品の風味への影響 、嗅覚疾患の原因解明や様々な匂い環境下における嗅覚受容の制御に繋がる。本研究の結果は、基礎科学のみならず、応用科学や産業界におい ても重要な知見を含むことからも、更なる実験・解明を推し進める。初年度は、期間全体の中でも本研究の各テーマに最大にフィットする機器やシステム・装置、ソフトウェアの構築や、新規物質の模索を進める方針である。その経過で得られた実験データおよび検証内容は国内学会や研究会、セミナーなどで報告している。更に詳細な検証を行った後、内容をまとめ、次年度以降に順次論文化する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は、嗅覚受容の第一段階での神経細胞で化学物質が成体電気信号へと変換される際の機構を分子・電気・システムとして解明するものである。1年目は、研究実施計画の１）の名のスケール構造体の可視化、２）情報変換チャネルの分子メカニズム、３）新規抑制物質探索、４）抑制物質効果検証 の各テーマの中でも、１）と２）に注力した。
１）では、嗅覚神経細胞で情報変換の場である線毛の可視化をターゲットとした実験セットの再編成と効率的な試薬の探索およびテストを行った。その結果、可視化するための機材やセットアップについては計画通りに進行している。試薬のテストに関しては更なる調整が必要となる見通しである。
２）では、チャネル応答時の線毛内の分子挙動の解析を行った。電気生理手法を用いて活性化したチャネル電流をリアルタイムで測定し、解析している。解析に関わるソフトウェアの開発も必要であることが判明したため、実際の実験データを解析するソフトウェアの構築も行った。
３）４）に関しては、目的に沿う新しい実験セットの構築が必要であることが判明しため次年度より部品を購入し、電気・機械工作を行って装置開発・作製とともに、セット構築を始める。
以上より、当初計画した内容から逸脱することなく、おおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究期間における研究内容・計画の変更はない。次年度以降は、研究実施計画に記載のように、１）～４）の実験テーマの初期構想から一歩進んだ内容を検証し、進めていく。結果次第では、更なる課題設定が必要となる可能性がある。
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| Causes of Carryover |
想定していた価格よりも製品価格が安価であるものがあったことや、予定した内容以下の支出であったため。
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Research Products
(8 results)
