膜電位依存性-細胞内カルシウムシグナリング機構の分子進化的解明

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07680731
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 筒井 泉雄 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (80202183)
• キーワード: 興奮収縮連関 / E-C coupling / Amphioxus / Lamprey / ユウレイボヤ / CICR / DICR / Charge movement

研究概要

細胞内カルシウムシグナリングは、筋収縮、神経伝達過程において中心的役割を担っている。胞内カルシウムシグナリングをトリガする機構はいくつかあるが、その中の膜の脱分極を利用し細胞内カルシウムシグナリングのトリガ機構(Depolarization-induced-Ca-release;DICR)膜内の固定電化移動(Intramembrane charge movement;IMCM)として測定した。IMCMは位の絶対値に依存し、かつ極性に対して非対称であり非対称性容量電流として記録される。Shimahara,Inoueらによる記録より、DHP依存性IMCM(Qδ)が、骨格筋細胞のE-C couplingの担い手であることが示唆されているので、それを目安にして、骨格筋のDICRの情達をあらわす物理量としてのIMCMをWhole-cell-voltage-clamp法によって検出し、同時に細内Ca量の変化を測定した。系統的に、動物種をしらべた結果DICR機構は頭索類Amphioxusメクジウオ)と無顎類Lamprey(スナヤツメ)の間で不連続的に獲得されていることと、Qδ獲得がDICR機構の獲得と伴っていることが判明した。この結果QδはDICRに伴った細胞内伝達機構を表す物理量であることが示されDICRに必須であることが結論づけられた。また神胞でDICR機構を検索した結果、ザリガニ腹部神経節から骨格筋様のQδを発見した。また頭物(ユウレイボヤ)心筋でCa依存性Ca放出(Ca-induced-Ca-release;CICR)以外にDI機構が存在することを解明した。現在さらに種々の動物の心筋細胞、神経細胞を用いてQδとDICR機構(興奮-細胞内カルシウムシグナリング連関機構)の相関と連関した細胞内カルシウグナリング機構の獲得と分子進化をあきらかにしているところである。

研究成果

• [文献書誌] Ohkawa,T.: "Early events in plasma membrane of Chara corallina after electrical stimulation." Plant and Cell Physiol.36. 299-312 (1995)
• [文献書誌] Brown,E.R.: "Dihydropyridine sensitive charge-movement in isolated crayfish neurons." J.Physiol.(in press). (1996)
• [文献書誌] Tsutsui,I.: "Voltage induced Ca release in Ciona heart." J.Exp.Biol.(in press). (1996)
• [文献書誌] Inoue,I.: "Evolution of skeletal muscle excitation-contraction coupling in"Toward Molecular Biology of Ion Channels"" Elsevier Scientific Inc.(Amsterdam), (1996)
• [文献書誌] Inoue,I.: "A7phylogenic approach to understanding the molecular mechanism of striated muscle excitation contraction coupling in"Basic Neuroscience in Invertebrates"" Japan Scientific Societies Press(Tokyo), (1996)