2020 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

Research Project

Project/Area Number	19K06764
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	竹内裕子大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (10324823)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords	嗅覚情報変換 / 情報変換チャネル / CNGチャネル / Cl(Ca)チャネル / パッチクランプ法 / 線毛
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題の目的は「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」であり、2年目にあたる年度では段階的な実験・研究の初段を遂行した。匂いを感じるための第一段階は、匂い分子が持つ化学的な情報が生体電気信号へと変換されることにある。嗅細胞線毛に発現している受容体と匂い物質が結合した後、Gタンパク質を解するカスケードが活性化し、セカンドメッセンジャーであるcAMPが線毛に局在して高密度に発現しているCNGチャネルを開口させることで、化学情報が電気信号へと変換される。嗅細胞の場合、信号増幅システムとして、CNGチャネル開口に引き続き、Cl(Ca)チャネルが連続的に開口をすることで電気信号が増幅される。初段の実験では、セカンドメッセンジャーであるcAMP・Ca2+の挙動をリアルタイムで自由に制御する実験系を用い、直径100nmの線毛内の分子動向を明らかにすることを目的とした。本研究で得られた結果は、国内学会発表（中部生理学談話会にてオンライン口頭発表、生理研研究会にてオンラインポスター発表）を行った。また、一般向けにも、大阪大学博物館主催の「サイエンス・カフェ」にてオンライン講演を行い、多くの質疑応答を行った。本講演から一般企業からの問いあわせも受けた。本研究課題から得られた結果は基盤的な学術知見のみならず、一般社会への新知見や知識還元および日常生活における嗅覚機能についての情報拡散となった。本研究成果の一部は海外専門誌に投稿中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究課題全体において、まず第一に論じるべきである「匂いを感じるとき」の嗅線毛内の分子ダイナミクスについて実験・解析を行った。
Strategy for Future Research Activity	次年度は本年度に得られた結果を踏まえ、更に「匂いを感じるとき」の嗅線毛内の分子ダイナミクスの定量的な解析を進める。同時に、第2段階である「情報変換チャネルの興奮・抑制の分子メカニズム解明」についても着手する。本テーマは第1段階の「匂いを感じる時の線毛内での分子動向」が明らかになることで、興奮・抑制と両側面から厳密に検証することが可能となる。
Causes of Carryover	令和2年度は新型コロナウィルスの影響で出張がほぼキャンセルとなり、旅費使用額が￥0となったため残高が生じた。令和3年度も新型コロナウイルスの影響が強い場合には旅費支出が少なくなることが見込まれる。