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心臓におけるKCNQ1チャネル修飾サブユニットの機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K08552
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生理学一般
研究機関自治医科大学 (2018-2020)
大阪医科大学 (2017)

研究代表者

中條 浩一  自治医科大学, 医学部, 教授 (80390699)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードイオンチャネル / KCNQ1チャネル / 複合体 / ゼブラフィッシュ / 修飾サブユニット / KCNEタンパク質 / 電気生理学 / イメージング / 心臓 / QT延長症候群 / HCN4チャネル / オプトジェネティクス / 腸管神経 / ゲノム編集 / カリウムチャネル
研究成果の概要

生体内でのKCNQ1チャネルの機能を明らかにする目的で、KCNQ1と修飾サブユニットKCNE遺伝子を同定、単離した。その中のKCNE3のオーソログと思われた遺伝子が、実はまったく新しいKCNE遺伝子であることが判明した。この新規遺伝子が実際にKCNQ1チャネルの修飾サブユニットとして機能していることを電気生理学的解析により確認した。この遺伝子を含むKCNQ1関連遺伝子にGFPをつなげたものを発現するトランスジェニックゼブラフィッシュを現在作成中である。
KCNE3がKCNQ1を常時開状態にするメカニズムについて、KCNE3とKCNQ1の相互作用に関わるいくつかの重要なアミノ酸を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

KCNQ1は心臓、内耳、腎臓、膵臓、胃腸、気管支の上皮細胞など、体中のあらゆる場所に発現する、生理学的に非常に重要なイオンチャネルである。実際、不整脈、難聴、糖尿病などの疾患との関連が知られている。KCNQ1は体の各部位で異なるKCNEサブユニットと複合体を作っていることがしられており、その発現部位、複合体構成を知ることは、KCNQ1チャネルをターゲットとした創薬研究などにおいて重要な意味を持つ。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 4件、 査読あり 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Triad interaction stabilizes the voltage sensor domains in a constitutively open KCNQ1-KCNE3 channel2021

    • 著者名/発表者名
      Go Kasuya, Koichi Nakajo
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 該当なし

    • DOI

      10.1101/2021.04.05.438515

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gastrointestinal Neurons Expressing HCN4 Regulate Retrograde Peristalsis2020

    • 著者名/発表者名
      Fujii Kensuke、Nakajo Koichi、Egashira Yoshihiro、Yamamoto Yasuhiro、Kitada Kazuya、Taniguchi Kohei、Kawai Masaru、Tomiyama Hideki、Kawakami Koichi、Uchiyama Kazuhisa、Ono Fumihito
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 30 号: 9 ページ: 2879-2888

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.02.024

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gating modulation of the KCNQ1 channel by KCNE proteins studied by voltage-clamp fluorometry2019

    • 著者名/発表者名
      Nakajo Koichi
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 16 号: 0 ページ: 121-126

    • DOI

      10.2142/biophysico.16.0_121

    • NAID

      130007652558

    • ISSN
      2189-4779
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] KCNE1によるKCNQ1チャネル電位センサードメインの電位依存性変化:膜電位固定下蛍光測定による検出2018

    • 著者名/発表者名
      NAKAJO Koichi
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 58 号: 3 ページ: 144-148

    • DOI

      10.2142/biophys.58.144

    • NAID

      130007378611

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural properties determining low K+affinity of the selectivity filter in the TWIK1 K+channel2018

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Hisao、Higashi Masahiro、Motoki Hideyoshi、Watanabe Hiroki、Ganser Christian、Nakajo Koichi、Kubo Yoshihiro、Uchihashi Takayuki、Furutani Yuji
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 293 号: 18 ページ: 6969-6984

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.001817

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Post-translational palmitoylation controls the voltage gating and lipid raft association of the CALHM1 channel.2017

    • 著者名/発表者名
      Taruno A, Sun H, Nakajo K, Murakami T, Ohsaki Y, Kido MA, Ono F, Marunaka Y.
    • 雑誌名

      Journal of Physiology

      巻: 595 号: 18 ページ: 6121-6145

    • DOI

      10.1113/jp274164

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ゼブラフィッシュが持つ2つのHCN4チャネルの生物物理学的・薬理学的性質2021

    • 著者名/発表者名
      劉嘉瑩、中條浩一
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会第98回日本生理学会大会合同大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] KCNEサブユニットによるKCNQ1電位センサードメインの制御機構2020

    • 著者名/発表者名
      中條 浩一
    • 学会等名
      第97回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュの3つのROMKチャネルはそれぞれ異なる薬理学的性質を持つ2020

    • 著者名/発表者名
      武田悠莉子、小野富三人、中條浩一
    • 学会等名
      第97回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Determinants of Ba2+ sensitivity in zebrafish ROMK channels2019

    • 著者名/発表者名
      Yuriko Takeda, Fumihito Ono, Koichi Nakajo
    • 学会等名
      9th FAOPS congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The role of HCN4-positive cells in the gastrointestinal development and motility of zebrafish2019

    • 著者名/発表者名
      Fujii Kensuke, Koichi Nakajo, Koichi Kawakami, Yoshihiro Egashira, Yasuhiro Yamamoto, Kohei Tanigushi, Masaru Kawai, Hideki Tomiyama, Kazuhisa Uchiyama, Fumihito Ono
    • 学会等名
      9th FAOPS congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural basis for the modulation of voltage sensor movement by auxiliary subunits in voltage-gated KCNQ1 channels2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nakajo
    • 学会等名
      第95会日本生理学会(高松)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Zebrafish possesses three functional ROMK channels with different sensitivities to Ba2+2018

    • 著者名/発表者名
      Yuriko Takeda, Fumihito Ono, Koichi Nakajo
    • 学会等名
      第95会日本生理学会(高松)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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