嗅覚線毛における情報変換チャネルの修飾機構

• 研究課題/領域番号: 26430016
• 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: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 倉橋 隆 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (90225251)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 情報伝達機構 / イオンチャネル / ナノスケール / 線毛 / パッチクランプ法 / 電流 / 嗅覚 / ナノバイオロジー / 電気生理学 / 嗅細胞 / 飲食品

研究成果の概要

嗅覚はナノスケールの嗅線毛でスタートする。この過程には、分子の気相／液相分配、ナノスケール構造体としての線毛での分子反応連鎖が関与し、一般的な実験の適用が困難であり、システムを定量的に知るまでに多くの問題点が残されていた。本研究では、従来から用いられたパッチクランプ法、ナノイメージング法、レーザー光などをリファインし、微小空間ケージド化合物解離技術を複合させて使用した。また、さらに、高S/N比特性を持つ低ノイズ電流解析を組み込んだ。その結果、微小な生体組織での分子挙動を実時間レベルでモニターすることを可能とし、嗅覚情報変換チャネルの修飾機構を解明した。成果は論文化し、学会発表で公表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果により、感覚細胞における情報変換の分子機構を定量的に説明し、生体情報入力に関する分子動態的知見をもたらすことで、今後、ニューロンを含む生体細胞の微細構造部分（各種線毛、細胞小器官、デンドライトや軸索、シナプス、分泌顆粒）での分子機能研究に応用される進展が期待される。

研究成果

• [国際共同研究] University of California, Davis(米国)
• [国際共同研究] National Taiwan University/National Yang Ming University(Taiwan)
• [国際共同研究] University of California, Davis(米国)
• [国際共同研究] University of California, Davis(米国)
• [雑誌論文] Electrical properties of cells from human olfactory epithelium. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamari K, Takeuchi H, Kobayashi M, Takeuchi K, Kurahashi T, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Auris Nasus Larynx 巻: 18 ページ: 30697-30697
  • NAID: 130007979788
  • 査読あり
• [雑誌論文] Second messenger molecules have a limited spread in olfactory cilia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi H, Kurahashi T.
  • 雑誌名: J Gen Physiol. 巻: 150 ページ: 1647-1659
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 風味抑制因子 (2014)
  • 著者名/発表者名: 倉橋 隆
  • 雑誌名: 日本食品工学会誌 巻: 15 ページ: 203-205
  • NAID: 130004709584
• [学会発表] 視細胞と嗅細胞のCl(Ca) (2018)
  • 著者名/発表者名: 倉橋隆・竹内裕子
  • 学会等名: 日本生理学会 近畿生理談話会
• [学会発表] Electrical properties of cells from human olfactory epithelium (2018)
  • 著者名/発表者名: Kengo Tamari, Hiroko Takeuchi, Masayoshi Kobayashi, Kazuhiko Takeuchi, Takashi Kurahashi, Tetsuro Yamamoto.
  • 学会等名: 日本生理学会
• [学会発表] Molecula of the olfactory transduction channel by small molecules (2017)
  • 著者名/発表者名: 竹内裕子、倉橋隆
  • 学会等名: 日本生理学会
  • 発表場所: 浜松アクトシティ（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2017-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] Ion channels mediating sense of smell. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kurahashi T, Takeuchi H.
  • 学会等名: Seminar of Neurobiology of Ion Channels Department of Neurosciences, University of Groningen, The Netherlands
  • 招待講演
• [学会発表] Limited Spread of Second Messenger Molecules in the Olfactory Cilium (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kurahashi
  • 学会等名: Osaka International Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Mechanism of flavor loss in foods and beverages (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroko Takeuchi, Takashi Kurahashi.
  • 学会等名: Association for Chemoreception Sciences
  • 発表場所: Hyatt Regency Coconut Point, FL, USA
  • 年月日: 2016-04-20
  • 国際学会
• [学会発表] Modulation of CNG channel activity in olfactory cilia (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内裕子、倉橋隆
  • 学会等名: 日本生理学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Independent activation of the two subunits of the TMEM16 calcium-activated chloride channel (2016)
  • 著者名/発表者名: Grace Jeng, 竹内裕子、倉橋隆、Tsung Yu Chen
  • 学会等名: 日本生理学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Modulation by off-flavors of CNG channels in olfactory cilia (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内裕子、倉橋隆
  • 学会等名: Biophysical Society（USA）
  • 発表場所: ロサンゼルス（アメリカ）
  • 年月日: 2016-02-27
  • 国際学会
• [学会発表] 嗅覚情報変換チャネル抑制を引き起こすTCA以外の物質の可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内裕子、倉橋隆
  • 学会等名: 近畿生理学談話会
  • 発表場所: 近畿大学医学部（大阪）
  • 年月日: 2015-10-24
• [学会発表] Modulation of CNG channels activity in the olfactory cilia (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内裕子、倉橋隆
  • 学会等名: Physiological society(UK)
  • 発表場所: カーディフ（イギリス）
  • 年月日: 2015-07-06
  • 国際学会
• [学会発表] High efficiency suppression of olfactory CNG channels may explain the olfactory masking and degradation of foods and beverages (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内裕子、倉橋隆
  • 学会等名: 生理研国際シンポジウム
  • 発表場所: 生理学研究所
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-28
• [学会発表] Potent inhibition of olfactory transduction channel by natural compounds may degrade the quality of foods and beverages (2014)
  • 著者名/発表者名: 倉橋隆
  • 学会等名: 生理研国際シンポジウム
  • 発表場所: 生理学研究所
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] 風味阻害と嗅覚情報変換チャネル抑制との関係 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内裕子、加藤寛之、倉橋隆
  • 学会等名: 近畿生理学談話会
  • 発表場所: 兵庫医科大学
  • 年月日: 2014-10-24
• [学会発表] 2,4,6-trichloroanisole suppress the channel activity in the olfactory transduction cascade (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroko Takeuchi, Takashi Kurahashi
  • 学会等名: The Association for Chemoreception Sciences 36th Annual Meeting
  • 発表場所: Bonita Springs, FL, USA
  • 年月日: 2014-04-09 – 2014-04-12
• [図書] Taste and Smell (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroko Takeuchi, Takashi Kurahashi, Dietmar Krautwurst(Ed)
  • 総ページ数: 199
  • 出版者: Springer International Publishing
  • ISBN: 9783319489254
• [図書] Topics in Medical Chemistry, Taste and Small (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kurahashi, Hiroko Takeuchi, Maik Behrens, Simone Prandi, Wolfgang Meyerhof, Joshua Fletcher, Li Pan, Douglas Kinghon, Brett Boonen, Justyna Startek, Karel Talavera, Patrick Marcinek, Christiane Geithe, Stefano Espinoza, Raul Gainetdinov, Dietmar Krautwurst (Ed)
  • 総ページ数: 199
  • 出版者: Springer
• [図書] トコトンやさしい人体のしくみの本 (2015)
  • 著者名/発表者名: 倉橋隆
  • 総ページ数: 159
  • 出版者: 日刊工業新聞社
• [図書] リッピンコットシリーズ イラストレイテッド生理学 第2章 味覚と嗅覚 日本語訳 (2014)
  • 著者名/発表者名: Richard A. Harvey, Robin R. Preston, Thad E. Wilson 著
  • 総ページ数: 640
  • 出版者: 丸善出版
• [備考] 教授・研究室紹介
  • URL: http://www.humanware.osaka-u.ac.jp/professor/kurahashi_takashi/