| 研究課題/領域番号 |
21K15192
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分46010:神経科学一般関連
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| 研究機関 | 生理学研究所 |
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研究代表者 |
水藤 拓人 生理学研究所, 生体機能調節研究領域, 特任助教 (80847723)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | エーテル脂質 / TRPチャネル / 温度受容体 / 機械刺激受容体 / ショウジョウバエ / 温度選好性 / 温度受容 / TRPA1 / 脂質 / 感覚神経 / 感覚受容 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
温度や機械刺激に対する感覚受容の分子実体として受容体タンパク質の同定が進む一方で、その活性化メカニズムには不明な点が多い。近年、受容体タンパク質が局在する場である細胞膜を構成する脂質分子による制御の可能性が様々な形で検証されているが、感覚受容機構への寄与は分かっていない。
本研究では、ショウジョウバエをモデルとして、フォワードジェネティクスによる網羅的な感覚応答スクリーニングと脂質制御遺伝子の分子機能解析によって、温度や機械刺激受容に関わる機能的な脂質分子と、その合成や代謝を制御する遺伝子群を明らかし、脂質分子による制御という新たな観点から既存の感覚受容機構の概念の再構築を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、中枢神経系での機能やがん細胞におけるフェロトーシス制御機能が近年着目されている脂質分子であるエーテルリン脂質に着目し、これまで明らかにされていない物理刺激受容に対する役割を明らかにすることを目的として、ショウジョウバエモデルを利用した研究を進めた。その結果、エーテル脂質合成遺伝子であるAGPSのノックアウトショウジョウバエ個体では温度や機械刺激といった物理感覚刺激に対する応答が減弱することを見出し、また物理感覚受容体発現神経のみでの発現抑制によっても同様の表現系を示すことを明らかにした。続いて、物理感覚受容体タンパク質とエーテルリン脂質との機能連関を解析するため、エーテル脂質合成の有無を制御した培養細胞を樹立し、温度受容体TRPA１チャネルおよび機械刺激受容体PIEZOチャネルのパッチクランプを用いた物理的刺激に対する電気生理学的機能解析を行った。その結果、エーテル脂質はTRPA１の活性化温度閾値を低下させること、PIEZOの物理刺激に対する応答性を変化させることを明らかにした。また、エーテルリン脂質による細胞膜物性の変化を細胞膜の物理化学的特性を観察するプローブを用いた蛍光イメージングによる解析を実施し、細胞膜の相状態がエーテル脂質により変化することを見出した。以上、本研究ではエーテル脂質合成遺伝子が感覚受容を制御すること、そしてエーテルリン脂質が細胞膜の性状の変化などを介して物理感覚受容体イオンチャネルの直接的な活性化制御を行うことを明らかにした。
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