IP_3/Ca^<2+>シグナリングの空間的制御機構の研究

• Project/Area Number: 16770124
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biophysics
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 坂内 博子 理研, 研究員 (40332340)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2005: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2004: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: IP_3受容体 / 細胞内小胞体 / Ca^<2+> puff / カルシウムイメージング / MDCK / 全反射顕微鏡 / カルシウムシグナル / 空間的制御

Research Abstract

IP_3受容体は細胞内小胞体からのカルシウム放出を担うチャネルの一つであり,その機能は時間的空間的に厳密に制御されている.IP_3受容体の局在がカルシウム放出の空間的制御に寄与していると予想されているが,カルシウムシグナルとIP_3受容体の局在を関連づけた研究はこれまで行われていない.MDCK細胞のIP_3受容体タイプ1は,sub-confluent状態では細胞全体のER膜上に存在しconfluent状態ではER膜から離れて細胞膜近傍に局在することが知られているので,IP_3受容体の位置変化にともなって"量子的IP_3依存的カルシウム放出"(Ca^<2+> puff)の位置もsub-confluentとconfluentで変化するか否かを,全反射顕微鏡を利用したカルシウムイメージング法で調べた.実験初期の段階で,MDCK細胞はconfluencyに関わらず自発的なカルシウム流入を常に行っていることを見いだした.このカルシウム流入は細胞外カルシウム濃度依存的であり,Ca^<2+> puffと同様量子的に観察された.Ca^<2+> puffをこの量子的カルシウム流入と区別するために,本研究では細胞外カルシウム非存在下でCa^<2+> puffの測定を行った.カルシウム指示薬にFluo-4,細胞膜のラベルにoctadecyl rhodamine B chlorideを用いることにより,Ca^<2+> puffの細胞の位置情報が得られる実験系を確立した.現在実験で得られたデータをもとに細胞膜とCa^<2+> puffがおこる場所との関係を解析し,sub-confluentとconfluentで差があるかどうかを統計的に検討している.
また,MDCK細胞における自発的な量子的カルシウム流入は新しい知見であり,腎臓におけるカルシウムの再吸収に関わる可能性が考えられる.このためカルシウム流入を担うチャネルを同定するために,薬理学的実験を行っている.

Research Products

• [Journal Article] Cluster formation of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor requires its transition to open state. (2005)
  • Author(s): Tateishi Y, Hattori M, Nakayama T, Iwai M, Bannnai H, Nakamura T, Michikawa T, Inoue T, Mikoshiba K.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 280・8 Pages: 6816-6822
• [Journal Article] An RNA-interacting protein, SYNCRIP (heterogeneous nuclear ribonuclear protein Q1/NSAP1) is a component of mRNA granule transported with inositol 1,4,5-trisphosphate receptor type 1 mRNA in neuronal dendrites. (2004)
  • Author(s): Bannai H, Fukatsu K, Mizutani A, Natsume T, Iemura S, Ikegami T, Inoue T, Mikoshiba K.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 279・51 Pages: 53427-53434
• [Journal Article] Lateral diffusion of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor type 1 is regulated by actin filaments and 4.1N in neuronal dendrites. (2004)
  • Author(s): Fukatsu K, Bannai H, Zhang S, Nakamura H, Inoue T, Mikoshiba K.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 279・47 Pages: 48976-48982
• [Journal Article] Kinesin dependent, rapid, bi-directional transport of ER sub-compartment in dendrites of hippocampal neurons. (2004)
  • Author(s): Bannai H, Inoue T, Nakayama T, Hattori M, Mikoshiba K.
  • Journal Title: Journal of Cell Science 117・2 Pages: 163-175
• [Journal Article] The regulatory domain of the inositol 1,4,5-trisphosphate receptor is necessary to keep the channel domain closed : possible physiological significance of specific cleavage by caspase 3. (2004)
  • Author(s): Nakayama T, Hattori M, Uchida K, Nakamura T, Tateishi Y, Bannai H, Iwai M, Michikawa T, Inoue T, Mikoshiba K.
  • Journal Title: Biochemical Journal 377・2 Pages: 299-307