研究課題
過分極で活性化される陽イオンチャネル(HCNチャネル)は、心臓におけるペースメーカー細胞で1980年に初めてその電流が記録されて以来、中枢神経系をはじめ生体内の様々な場所に発現し、ペースメーカーチャネルとしての役割や細胞の興奮性の調節など生理学的に重要な役割を果たしていることが明らかとなってきた。HCNチャネルは、電位依存性カリウムチャネル(Kvチャネル)と共通の6回膜貫通領域をもつが、特徴的な性質がある。過分極によりゆっくりと活性化する。cAMPによって電位依存性が調節を受ける。これらの特徴を引き起こす分子レベルでの構造的基盤を明らかにするために研究を行った。今年度は、まず電位センサーの動きを測定するために、HCNチャネルの電位センサーと考えられているS4領域にシステイン残基を導入し、蛍光物質を結合させる事で、電位による蛍光強度の変化を測定し、電位による電流応答を同時に測定し、両者の比較を行った。電位変化による蛍光強度の変化をとらえる事は最初は困難であったが、蛍光強度の増幅装置の工夫、最適な発現方法、HCNチャネルの蛍光強度測定に適したサブタイプを捜す事によって、HCNチャネルの発現を最適化しなところ、電流応答に先行して起こる、蛍光強度の変化を測定する事に成功し、哺乳類のHCNチャネルの電位センサーの動きを可視化する事に成功した事が示唆された。今後は、この成果を生かし、cAMPによる電位センサーと電流応答の変化を測定し、速度論的モデルを作り、cAMPによる電位センサーやゲート機構に作用するメカニズムを明らかにする予定である。
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Circulation Journal 73
ページ: 2315-2321
http://www.nbiol.med.kyoto-u.ac.jp
