| 研究課題/領域番号 |
17K07370
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物物理学
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
吉村 建二郎 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (10230806)
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| 研究分担者 |
飯田 秀利 東京学芸大学, 教育学部, 名誉教授 (70124435)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 機械受容チャネル / カルシウム / シロイヌナズナ / リポソーム / 電気生理学 / パッチクランプ / 試験管内タンパク質合成 / 膜伸展 / カルシウム calcium / シロイヌナズナ Arabidopsis / リポソーム liposome / 電気生理学 electrophysiology / パッチクランプ patch-clamp / 植物分子生理学 / 生物物理学 / 構造生物学 |
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| 研究成果の概要 |
植物が力や変形という機械刺激を感じる分子センサーの候補として、シロイヌナズナのMCA1とMCA2がある。これらは、機械刺激を感じてイオン透過孔を開閉させる機械受容チャネルであると予測されていたが、実験による直接的証拠がなかった。本研究では、精製したMCA1とMCA2をカルシウムイオンが透過することを示し、イオンチャネルであることを明らかにした。さらに、細胞膜を模した脂質二重層への張力刺激により、そこに組み込んだ精製MCA2が活性化され、イオン透過孔が開くことを電気生理学的に示した。これは、脂質二重層の張力のみで開く機械受容チャネルが植物にあることを示す初めての発見である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
植物の茎が上に伸び、根が下に伸びるのは、植物が重力を感じるからである。このように生物が力を感じる感覚を機械受容という。触覚などの動物の機械受容の分子機構は近年急速に解明されてきたが、植物の機械受容の分子機構はよく分かっていない。機械受容を担う代表的センサー分子は、機械受容チャネルである。機械受容チャネルは、細胞膜で発生する力や変形を感じてイオン透過孔が開き、細胞を電気的に興奮させる分子である。本研究では、シロイヌナズナを用いて、細胞膜にかかる力によって開く植物の機械受容チャネルを初めて同定した。
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