2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of molecular mechanism for depolarization-induced Ca2+ release using novel reconstitution system
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22H02805
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
村山 尚 順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (10230012)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 治夫 京都大学, 薬学研究科, 准教授 (40292726)
呉林 なごみ 順天堂大学, 医学部, 客員准教授 (50133335)
小林 琢也 順天堂大学, 医学部, 助教 (60468585)
冨田 拓郎 (沼賀拓郎) 信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (60705060)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | リアノジン受容体 / カルシウムチャネル / 筋小胞体 / 骨格筋 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1型リアノジン受容体(RyR1)は骨格筋筋小胞体のCa2+遊離チャネルで、筋収縮に重要な役割を持つ。RyR1はT管膜の電位センサーであるジヒドロピリジン受容体(DHPR, Cav1.1)と相互作用し、脱分極誘発性Ca2+遊離(DICR)機構により開口する。DICRはCav1.1とRyR1の相互作用により起こるが、β1a、Stac3、junctophilinも必須である。しかし、DICRの分子機構については未だ解明されていない。本研究では、申請者らが開発したDICR再構成系を用いて、DICR作動機構を分子レベルで解明するとともにDICRを特異的に促進または抑制する化合物を探索する。本年度はRyR1のDICR責任領域の探索を行った。心筋型サブタイプのRyR2はDICRを持たない。そこで、RyR1の各ドメインをRyR2に入れ換えたキメラチャネルを作製し、DICR再構成系で評価した。その結果、ドメインXをRyR2に入れ換えるとDICRが完全に消失した。RyR1はCa2+の結合によって直接開口するCa2+誘発性Ca2+遊離（CICR）活性を有するが、このキメラはCICR活性を保持していた。したがって、チャネル機能の異常ではなく、DICR作動機構の異常であることが分かった。DICR活性の選択的な消失はドメインXを欠損したRyR1でも確認された。現在、ドメインを細分化することにより、50アミノ酸程度の領域にまでの絞り込みに成功している。以上の結果から、DICRの責任領域はドメインXであることが明らかとなった。
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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
今年度は目標としたRyR1/RyR2キメラ作製による責任領域の絞り込みに成功した。DICR作用薬についてはスクリーニングを行っており、複数の候補化合物が得られている。RyR1とStac3/Cav1.1 II-III loopとの結合については現在、相互作用実験で結合の有無を検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ドメインXの絞り込み領域内においてRyR1とRyR2で異なるアミノ酸が複数存在する。これらのアミノ酸をRyR2に置換したRyR1変異体を作製して、DICR責任アミノ酸を同定する。DICR作用薬の探索については候補化合物を筋系細胞で評価する。RyR1-Stac3/Cav1.1 II-III loop結合実験は融合タンパクを用いて行う予定である。
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