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生理的リガンド探索を基軸とした異所発現嗅覚受容体の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K05810
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38030:応用生物化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

伊原 さよ子  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (80292788)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード嗅覚受容体 / 異所発現 / GPCR
研究開始時の研究の概要

嗅覚受容体は、嗅覚組織に発現し、匂いを感知するセンサータンパク質としての役割を担うが、近年、その一部は嗅覚組織以外でも発現し、発現組織特有のはたらきを示す可能性が示されている。しかし、それらの受容体が発現組織において実際に感知する分子については不明であり、生理機能の全貌は十分明らかになっていない。
本研究では、嗅覚組織以外でも発現する特定の嗅覚受容体に着目し、生理的リガンドの同定、ノックアウトマウス表現型解析を行うことで、嗅覚組織以外で発現する嗅覚受容体生理機能の包括的理解を目指す。

研究実績の概要

ヒトGタンパク質共役型受容体の約半数を占める嗅覚受容体は、嗅上皮に発現し、匂い受容に不可欠な役割を果たすのみならず、心臓、肺、腎臓、筋肉、といった様々な非嗅覚組織にも発現することが知られている。近年、これら異所発現嗅覚受容体の一部が、発現組織特有の生理機能を担うことが明らかになってきた。しかし、それら異所発現嗅覚受容体が実際に生体内のどのようなシグナルをモニターし、機能を果たすのかについては未解明な点が多い。本研究は、異所発現嗅覚受容体のなかでも、多くの哺乳類で高度に保存され、様々な非嗅覚組織で発現する嗅覚受容体に着目し、その生理的リガンド探索を通じ、受容体が生体のどのようなシグナルを検知して機能しているのかについて明らかにすることを目的としている。
本年度は、昨年度に引き続き、組織由来の夾雑物によるバックグランド応答を低減し、複数の共役Gタンパク質によるシグナルを検出できるアッセイ系の最適化を図った。従来の培養細胞を用いたアッセイ系に加え、アフリカツメガエル卵母細胞受容体発現系を用いたアッセイを導入することにより、ノイズの低減をはかることができた。そこで、このアッセイ系を用いて着目異所発現嗅覚受容体のリガンド活性を有する組織のスクリーニングを行った。マウスの様々な組織由来抽出物による応答解析を行ったところ、特定の組織由来抽出物に対して、嗅覚組織発現嗅覚受容体とは異なる共役Gタンパク質を介した応答活性が検出された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

生理的リガンド同定を進める過程で問題となっていたバックグランド応答の低減にむけたアッセイ系の改善に時間を要したため、当初の計画から進捗が遅れる結果となった。

今後の研究の推進方策

今年度活性を見出した特定組織からのリガンド精製をすすめ、生理的リガンドに関する知見を得る。

報告書

(5件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 2022 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 香りのヒューメインな有効活用に向けた嗅覚基礎研究の進展2022

    • 著者名/発表者名
      伊原さよ子、岡本雅子、白須未香、東原和成
    • 雑誌名

      アロマリサーチ

      巻: 23 ページ: 3-8

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Metabolism of odorant molecules in human nasal/oral cavity affects the odorant perception.2019

    • 著者名/発表者名
      Ijichi C, Wakabayashi H, Sugiyama S, Ihara Y, Nogi Y, Nagashima A, Ihara S, Niimura Y, Shimizu Y, Kondo K, Touhara K
    • 雑誌名

      Chemical Senses

      巻: 44 号: 7 ページ: 465-481

    • DOI

      10.1093/chemse/bjz041

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 酢酸イソアミルの香り知覚に寄与するヒト嗅覚受容体の同定2024

    • 著者名/発表者名
      伊原さよ子、新村芳人、 白須未香、岡本雅子、小 川芳幸、高山文博、東原 和成
    • 学会等名
      日本農芸化学会2024年度大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 昆虫味覚受容体のリガンド結合様式および活性化機構の立体構造モデル2024

    • 著者名/発表者名
      森永 敏史、永田 宏次、伊原 さよ子、新村 芳人、佐藤 幸治、東原 和成
    • 学会等名
      日本農芸化学会2024年度大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 酢酸イソアミルの匂い知覚に影響するヒト嗅覚受容体遺伝子多型2023

    • 著者名/発表者名
      伊原 さよ子、新村 芳人、 白須 未香、岡本 雅子、小 川 芳幸、高山 文博、東原 和成
    • 学会等名
      日本味と匂学会第57回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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