昆虫匂い活性型イオンチャネルの抑制機構の解明

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21680035
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐藤 幸治 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特任助教 (20444101)
• キーワード: 嗅覚 / イオンチャネル / 受容体 / 感覚生理学

研究概要

動物は外界に存在する化学物質を認識するために、嗅覚器や味覚器を発達させてきた。これらの器官に分布する受容体は様々な基質により活性化される。しかし、申請者が発見した昆虫の匂い活性型イオンチャネルは匂いに対して活性化、不活性化双方の反応を示し、本研究ではその抑制機構の解明を目指す。研究計画調書に基づいた2年間の受容体・リガンド探索実験により、抑制性応答やイオンチャネル様機能を持つ受容体として新たに線虫のフェロモン受容体、哺乳類のアディポネクチン受容体、カイコガの味覚受容体を発見した。そこで昨年度研究実施計画に基づき、カイコガ味覚受容体の抑制性物質の網羅的探索を行った結果、活性化物質として果糖が、抑制性物質としてその構造異性体の六炭糖が同定できた。次に実施計画2により抑制性物質と受容体との結合部位を検討した結果、抑制性物質は果糖と受容体の結合を阻害することで、イオンチャネルとしての受容体全体の活性を抑制していることがわかった。つまり匂い活性型イオンチャネルと同等の抑制性応答機構が備わっていることが示唆された。この受容体は匂い活性型イオンチャネルと異なって、他のタンパク質発現を必要としないため、実施計画3による人工脂質膜への組み込みに有利な材料である。そこで味覚受容体タンパク質を含む細胞膜を調整した。本研究は世界で初めての哺乳類培養細胞での昆虫味覚受容体の再構成である。またこれまで味物質は全て味覚受容体を活性化すると考えられていたが、このような糖で活性制御されるイオンチャネルの味覚への関与は、新規な生物現象である。以上のようにこれまでの本研究の実施により、昆虫における化学感覚の共通の分子基盤として、イオンチャネル型受容体の関与とその活性抑制を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Adiponectin and AdipoR1 regulate PGC-1alpha and mitochondria by Ca(2+) and AMPK/SIRT1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwabu M, Yamauchi T, Okada-Iwabu M, Sato K, Nakagawa T, Funata M, Yamaguchi M, Namiki S, Nakayama R, Tabata M, Ogata H, Kubota N, Takamoto I, Hayashi YK, Yamauchi N, Waki H, Fukayama M, Nishino I, Tokuyama K, Ueki K, Oike Y, Ishii S, Hirose K, Shimizu T,
  • 雑誌名: Nature 巻: 464 ページ: 1313-1319
  • DOI: doi:10.1038/nature08991
  • 査読あり
• [学会発表] Insect chemosensory receptor channels. (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤幸治
  • 学会等名: The 58^<th> Annual Meeting of the Entomological Society of America
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2010-12-12