| 研究課題/領域番号 |
15K07143
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
佐藤 成樹 千葉大学, 融合科学研究科(研究院), 講師 (40261896)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 半索動物 / ギボシムシ / トロポニン / パラミオシン / プラナリア / 筋肉 / ミオシン結合タンパク質 / アクチン |
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| 研究実績の概要 |
（１）半索動物の非横紋性運動細胞におけるトロポニンの探索と筋収縮制御機構の解明：トロポニンは脊索動物の筋細胞では発現し機能するが、同じ新口動物でも棘皮動物の筋細胞には発現が認められない。本研究では、新口動物の運動制御機構の普遍性と多様性を明らかにするため半索動物（ギボシムシ）に着目した。東北大学浅虫臨海実験場の協力によりギボシムシを採取、体幹の平滑筋組織から天然アクチン繊維の単離を行い、トロポニンが存在しないことを示した。一方パラミオシンがギボシムシ体壁平滑筋において発現していることを明らかにし、その機能特性も明らかにした。これらのことから、同じ新口動物でも脊索動物の筋肉はトロポニンを発現するがパラミオシンは発現しない、一方、水腔動物（棘皮動物と半索動物）の筋肉はパラミオシンが発現するがトロポニンは発現しないことが明らかとなった。
（２）扁形動物の非横紋性運動細胞におけるトロポニンの機能の解析：ゲノム情報にもとづき、プラナリアのトロポニン３成分(TnT, TnI, TnC)とトロポミオシンと考えられる遺伝子の候補を同定した。そこで、これら4つの遺伝子産物を大腸菌発現系により組み換え体として作製した。TnIとTnCに関しては組み換え体を抗原として抗体を作製し、プラナリア組織における発現を検討した。その結果TnIとTnCはどちらも体壁と咽頭の筋組織(平滑筋)で発現が高く、そこではF-actinと共局在していることがわかった。
（３）横紋筋収縮制御におけるミオシン結合タンパク質の役割の解明：本研究では、Ｃ－タンパク質のＮ端側領域を断片化して大腸菌に発現させ、アクチン繊維との結合領域の決定と結合様式を解析した。また、H-タンパク質の組み換え体を作製しサルコメア構成タンパク質との結合を解析した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は、（１）非横紋筋細胞におけるトロポニンの新たな機能的役割の解明と、（２）横紋筋収縮制御におけるミオシン結合タンパク質の役割の解明を通して新しい知見を得ることで、細胞運動の制御機構に関する従来の概念を再考して、横紋筋及び非横紋筋細胞における運動制御機構の普遍性と多様性を包括的に理解することを目的としている。そこで平成27年度は半索動物及び扁形動物の非横紋筋細胞におけるトロポニンの新たな機能的役割の解明を重点に置いて研究を行った。その結果、半索動物の筋の研究から、進化の過程で新口動物の筋がどのように多様化したのが明らかにできた。また、従来横紋筋に特異的と考えられていたトロポニンが扁形動物では非横紋筋細胞に発現することを強く示す研究結果を得ることができた。これらの研究の成果は日本動物学会第86回新潟大会で発表した。
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| 今後の研究の推進方策 |
（１）プラナリアトロポニンの機能の解明。具体的には組み換え体各成分の性質をin vitroで検討する。特に、TnCのCa2+結合能力、TnIのアクトミオシン相互作用の抑制、TnCとTnIのCa2+依存的な結合、TnTとトロポミオシンの結合等を調べる。次いでトロポニン3成分複合体－トロポミオシン－アクチン繊維間の協同的結合を調べる。さらに、トロポニン各成分の発現を二本鎖RNAを用いたRNAiにより抑制するための予備実験を行う。
（２）横紋筋収縮制御におけるミオシン結合タンパク質の役割を解明。具体的にはC-タンパク質とコネクチン、及びH-タンパク質とコネクチンの結合様式の解明を組み換え体タンパク質を用いて明らかにする。また、これらタンパク質のアクチン繊維との結合についても解析し筋収縮に及ぼす影響を検討する。
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