一分子蛍光観察によるKCNQ1-KCNE複合体構成の状況依存的変化の検出

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22790223
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 生理学研究所
• 研究代表者: 中條 浩一 生理学研究所, 分子生理研究系, 助教 (80390699)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: イオンチャネル / カリウムチャネル / 不整脈 / 複合体 / 一分子イメージング / 全反射蛍光顕微鏡 / 修飾サブユニット / ストイキオメトリー

研究概要

不整脈の原因遺伝子でもある電位依存性カリウムチャネルKCNQ1は、修飾サブユニットであるKCNE1とイオンチャネル複合体を構成し、心拍の調節に重要な役割を担う。この複合体の分子構成を知る目的で、KCNQ1とKCNE1にそれぞれ蛍光タンパク質のタグを付け、全反射蛍光顕微鏡下で一複合体中のそれぞれの分子数を決定することに成功した。一複合体中に含まれるKCNE1分子数は1～ 4であり、KCNQ1とKCNE1の細胞膜上での相対発現密度に依存していることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] KCNQ1 subdomains involved in KCNE modulation revealed by an invertebrate KCNQ1 ortholog (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakajo K, Nishino A, Okamura Y, Kubo Y.
  • 雑誌名: J. Gen. Physiol 巻: 138 ページ: 521-535
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-environmental changes by KCNE proteins modify KCNQ channel function (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakajo K, Kubo Y.
  • 雑誌名: Channels 巻: 5 ページ: 397-401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stoichiometry of the KCNQ1-KCNE1 ion channel complex (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakajo K, Ulbrich MH, Kubo Y, Isacoff EY
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 巻: 107 ページ: 18862-18867
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Met268Pro mutation of mouse TRPA1 changes the effect of caffeine from activation to suppression (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagatomo K, Ishii H, Yamamoto T, Nakajo K, Kubo Y
  • 雑誌名: Biophys. J 巻: 99 ページ: 3609-3618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of Cs^<+-> permeable K^+channel current in mouse cerebellar Purkinje cells in lobules 9 and 10 evoked by molecular layer stimulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishii H, Nakajo K, Yanagawa Y, Kubo Y
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci 巻: 32 ページ: 736-748
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATP受容体チャネルP2X2の構造と機能の状況依存的変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 久保義弘、藤原祐一郎、Keceli Batu、中條浩一
  • 雑誌名: Brain and nerve 巻: 62 ページ: 1323-1329
• [学会発表] KCNE3によるゲーティング修飾におけるKCNQ1チャネルS1セグメントの機能的役割S 1 segment of KCNQ1 channel plays a critical role in gating modulation by KCNE3 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中條浩一、西野敦雄、岡村康司、久保義弘
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本文化会館(長野県)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Ci-KCNQ1, an ortholog of vertebrate KCNQ1 from Ciona intestinalis, has revealed that KCNE1 and KCNE3 utilize different domains of KCNQ1 for the modulation of gating Biophysical Society (2012)
  • 著者名/発表者名: Koichi Nakajo, Atsuo Nishino, Yasushi Okamura and Yoshihiro Kubo
  • 学会等名: 56th Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, USA
  • 年月日: 2012-02-26
• [学会発表] サブユニットカウンティング法によるKCNQ1-KCNE1イオンチャネル複合体ストイキオメトリーの発現依存的変化の解析Density-dependent changes of the stoichiometry of KCNQ1-KCNE1 ion channel complex revealed by direct subunit counting using single molecule imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: 中條浩一、Maximilian H. Ulbrich、久保義弘、Ehud Y. Isacoff
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Ehud Y Isacoff KCNQ1-KCNE1イオンチャネル複合体の相対発現密度に依存するストイキオメトリーと機能のダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 中條浩一、Maximilian H Ulbrich、久保義弘
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会第116回日本解剖学会総会・全国学術集会合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] KCNEサブユニットによるKCNQ1チャネルのゲーティング修飾における電位センサードメインの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中條浩一、久保義弘
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール、いわて情報県民センター(岩手県)
  • 年月日: 2010-05-29
• [備考] (3)のPNAS誌論文関連の報道日経産業新聞2010年10月20日掲載科学新聞2010年11月5日掲載
• [備考] 生理学会ホームページ上での紹介「サイエンストピックス70」生理学会ホームページ上での紹介「サイエンストピックス70」
  • URL: http://physiology.jp/exec/page/stopics70/
• [備考] 生理研プレスリリース「不整脈の原因となるイオンチャネルは構成する二つの分子の数のバランスが重要-最先端の一分子蛍光イメージング法で分子の数を"数える"ことに成功-」
  • URL: http://www.nips.ac.jp/contents/release/entry/2010/10/post-137.html
• [備考] PNAS誌による紹介記事"COMMENTARY"Osteen JD, Sampson, KJ, Kass, RS. The cardiac IKs channel, complex indeed. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107(2010) 18751-18752