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2022 年度 実施状況報告書

聴覚や平衡感覚に関わる機械刺激-電気信号変換の構造基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K15072
研究機関東京大学

研究代表者

草木迫 司  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80815316)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワードチャネル / 膜タンパク質 / クライオ電子顕微鏡 / 単粒子解析 / 機械刺激
研究実績の概要

METチャネル複合体は複数のサブユニットから構成される。TMCタンパク質(TMC1/TMC2)がイオン透過経路を形成し、膜タンパク質であるTMIEやLHFPL5、細胞内因子であるCIB2/CIB3が補助サブユニットとしてMETチャネルの活性を調節すると考えられている。しかし、METチャネル複合体を構成する各サブユニットがどのようにMETチャネル活性を調節するのか、そして機械刺激によってどのようにチャネルが開閉するのかという核心的な問いについては未だ謎に包まれている。これまでにTMCとCIBの複合体サンプルの調製に成功しており、本年度はさらにTMIEやLHFPL5などの補助サブユニットをTMC-CIBと共発現させることにより、構成因子を増やした複合体形成の条件検討をおこなった。今後さらに複合体形成条件の最適化を進める。また、TMC-CIB複合体のnanodisc再構成サンプルを用いて、開状態の構造決定を目指した。具体的には、nanodisc再構成サンプルにβ-cyclodextrinを添加することにより、nanodisc中の脂質層を薄くすることで、疑似的に膜が伸展した状態を作り出すことを試みた。β-cyclodextrin添加の結果、nanodiscの崩壊が確認されたため、今後β-cyclodextrinの濃度やインキュベート時間などの条件検討を進める。

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

Nanodiscに再構成されたTMC-CIB複合体の構造解析が進み、密度マップの改善がみられているため。

今後の研究の推進方策

TMIEやLHFPL5などを含めたMETチャネル複合体の構造決定を目指す。β-cyclodextrinのインキュベート条件の検討を含めて、開状態の構造決定を目指す。

次年度使用額が生じた理由

METチャネル複合体の開状態を含む複数の構造を決定すべく、さらにサンプル調製法を検討する必要があるため。サンプル調製に必要な培地や試薬・脂質、クライオ電子顕微鏡利用に使用する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cryo-EM structures of thermostabilized prestin provide mechanistic insights underlying outer hair cell electromotility2022

    • 著者名/発表者名
      Futamata Haon、Fukuda Masahiro、Umeda Rie、Yamashita Keitaro、Tomita Atsuhiro、Takahashi Satoe、Shikakura Takafumi、Hayashi Shigehiko、Kusakizako Tsukasa、Nishizawa Tomohiro、Homma Kazuaki、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 ページ: 6208

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34017-x

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structure and engineering of the minimal type VI CRISPR-Cas13bt32022

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Ryoya、Kannan Soumya、Altae-Tran Han、Takeda Satoru N.、Tomita Atsuhiro、Hirano Hisato、Kusakizako Tsukasa、Nishizawa Tomohiro、Yamashita Keitaro、Zhang Feng、Nishimasu Hiroshi、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 82 ページ: 3178~3192.e5

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2022.08.001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural insights into inhibitory mechanism of human excitatory amino acid transporter EAAT22022

    • 著者名/発表者名
      Kato Takafumi、Kusakizako Tsukasa、Jin Chunhuan、Zhou Xinyu、Ohgaki Ryuichi、Quan LiLi、Xu Minhui、Okuda Suguru、Kobayashi Kan、Yamashita Keitaro、Nishizawa Tomohiro、Kanai Yoshikatsu、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 ページ: 4714

    • DOI

      10.1038/s41467-022-32442-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endogenous ligand recognition and structural transition of a human PTH receptor2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Kazuhiro、Kawakami Kouki、Kusakizako Tsukasa、Miyauchi Hirotake、Tomita Atsuhiro、Kobayashi Kan、Shihoya Wataru、Yamashita Keitaro、Nishizawa Tomohiro、Kato Hideaki E.、Inoue Asuka、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 82 ページ: 3468~3483.e5

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2022.07.003

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of the Dicer-2-R2D2 heterodimer bound to a small RNA duplex2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Sonomi、Naganuma Masahiro、Nishizawa Tomohiro、Kusakizako Tsukasa、Tomari Yukihide、Nishimasu Hiroshi、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 607 ページ: 393~398

    • DOI

      10.1038/s41586-022-04790-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryo-EM structures of thylakoid-located voltage-dependent chloride channel VCCN12022

    • 著者名/発表者名
      Hagino Tatsuya、Kato Takafumi、Kasuya Go、Kobayashi Kan、Kusakizako Tsukasa、Hamamoto Shin、Sobajima Tomoaki、Fujiwara Yuichiro、Yamashita Keitaro、Kawasaki Hisashi、Maturana Andr?s D.、Nishizawa Tomohiro、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 ページ: 2505

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30292-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of the type V-C CRISPR-Cas effector enzyme2022

    • 著者名/発表者名
      Kurihara Nina、Nakagawa Ryoya、Hirano Hisato、Okazaki Sae、Tomita Atsuhiro、Kobayashi Kan、Kusakizako Tsukasa、Nishizawa Tomohiro、Yamashita Keitaro、Scott David A.、Nishimasu Hiroshi、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 82 ページ: 1865~1877.e4

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2022.03.006

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [備考] 骨代謝に関わるPTH1受容体のシグナル伝達複合体を可視化(東京大学プレスリリース)

    • URL

      https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2022/8014/

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公開日: 2023-12-25  

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