| 研究課題/領域番号 |
20K20460
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
|---|
研究代表者 |
林 茂生 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (60183092)
|
|---|
| 研究分担者 |
岩根 敦子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (30252638)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | ショウジョウバエ / クチクラナノ構造 / 嗅覚器官 / 小胞体 / 電子顕微鏡 |
|---|
| 研究実績の概要 |
昆虫の嗅覚器官は表層の細胞外基質のクチクラ層に規則的に開口した口径50-200nmの穴( ナノポア)を通して匂い分子を感知する.ナノポア形成に必須な遺伝子goxの機能解析を手がかりにナノメートル レベルの細胞外基質構造が構築されるしくみの解明を目指した．我々が同定した小胞体分子Gore-tex (Gox)を手がかりにしてナノポアの構築機構を 明らかにする.ナノポア形成は最外層のenvelope層が嗅覚器官特異的に、周期的に湾曲することで作られる.ナノポア形成のしくみを明らかにするために、ナノポア形成時の嗅覚毛の微細構造を可視化し、ポア形成に関わるオルガネラの関与を検討した．イオンビーム連続切削型電子顕微鏡(FIB-SEM)を用いた三次元的解析により、1）嗅覚毛には他の毛に比べて多数の細胞内膜オルガネラが密集していた．その中で小胞体（ER)は管状の形態で細胞の基部から先端にかけて連続したネットワークを形成していた．遺伝子操作で小胞体ネットワークを分断すると嗅覚毛のクチクラ形成が阻害された．2）嗅覚毛の細胞膜は顕著な凹凸を示し、各所でエンドサイトーシス様の陥入構造を見せた。このような細胞膜構造はナノポアを作らない細胞にはみられない．Gox変異体では細胞膜陥入構造が消失した．3）Goxは小胞体とそこから派生する膜構造に局在することがAPEX2タグ標識による電子顕微鏡解析で明らかになった．4）免疫沈降、質量分析解析でGox結合分子を探索したところ、各種ER蛋白にくわえてER-Golgi輸送に関わる分子群が同定された．
これらの結果からGoxはERから膜への物質輸送システムに深く関わることでクチクラのナノ構造形成を制御する事が明らかになった．
|
