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2023 年度 実績報告書

ゲノム情報に基づく動物特殊機能の進化および分子基盤解明と高機能センサーへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 22K19097
研究機関東北大学

研究代表者

小川 智久  東北大学, 農学研究科, 教授 (80240901)

研究分担者 柴田 弘紀  九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (80315093)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
キーワードピット器官 / TRPチャネル / 毒蛇 / ゲノム解読 / 酵母発現系 / 赤外線受容装置
研究実績の概要

「動物のもつ特殊機能」として,マムシ亜科毒蛇に特異的なピット器官受容体に着目し,TRPA1 チャネルおよび他のTRP チャネルの進化および構造と機能の詳細を明らかにする。このため,(1)マムシ亜科ヒメハブ(Ovophis okinavensis)およびハブゲノム解読による TRP チャネル群の遺伝子構造と進化の解明,(2)各種毒蛇のピット器官を含む様々な組織での TRP チャネルの遺伝子発現解析(トランスクリプトーム解析),(3) TRP チャネルタンパク質の酵母発現系構築と機能解析を行った。その結果,TRPA1 遺伝子は3 番染色体上に位置していることが判明した。加速進化の特徴を示す毒タンパク質遺伝子やインヒビター遺伝子がマイクロ染色体に載っているのに対して,TRPA1 遺伝子はマクロ染色体にあり異なっていた。同じ加速進化を示す TRPA1 であるが,毒タンパク質の加速進化の機構と異なることが示唆された。また,RNA-seq解析によりTRPA1チャネルは脳のほか目や胚性線維芽細胞でも発現していたが,ピット器官では発現量が低くかった。ピット器官ではTRPVやTRPMのいくつかのサブファミリーの発現が確認できた。
また,酵母BY4741株を用いてTRPA1タンパク質の発現を誘導した。yEGFP融合TRPA1の検出を共焦顕微鏡を用いたy EGFP融合TRPA 1の発現と細胞内局在を調べた所 、TRPA 1の発現が確認できた。TRPA1-yEGFP_p426GALでは細胞全体に蛍光が観察できた。またαファクターシグナルを付加したコンストラクトでは、細胞膜での局在が見られた。しかし,クライオ電子顕微鏡で解析するために必要な大量のサンプル調製には至らず,収量を増やすための工夫が必要である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A Metalloproteinase Cocktail from the Venom of Protobothrops flavoviridis Cleaves Amyloid Beta Peptides at the α-Cleavage Site.2023

    • 著者名/発表者名
      Futai E, Kawasaki H, Sato S, Daoudi K, Hidaka M, Tomita T, Ogawa T
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 15 ページ: 500

    • DOI

      10.3390/toxins15080500

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ベノミクス研究により明らかになった毒蛇ハブの新規毒成分の機能と毒関連特殊機能の進化2023

    • 著者名/発表者名
      小川智久,柴田弘紀,上田直子,佐藤矩行,服部正策,日高將文,二井勇人
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会シンポジウム「動物毒って特異性が高いだけじゃない!どんどん拡がる面白い世界」
    • 招待講演
  • [学会発表] 毒蛇ハブのゲノム解析で明らかになった毒液タンパク質遺伝子の進化2023

    • 著者名/発表者名
      柴田弘紀, 上田直子, 千々岩崇仁, 中村仁美, 服部正策, 服巻保幸, 大野素徳, 佐藤矩行, 小川智久
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会シンポジウム「動物毒って特異性が高いだけじゃない!どんどん拡がる面白い世界」
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of disulfide-rich peptides from Habu venom to regulate the activity of integrin2023

    • 著者名/発表者名
      Sato T, Futai E, Hidaka M, Ogawa T
    • 学会等名
      60th Peptide Symposium
  • [学会発表] HABU SNAKE THREE-FINGER TOXINS SHOWED INHIBITORY ACTIVITY AGAINST γ-SECRETASE INVOLVED IN AMYLOID β PRODUCTION CAUSING ALZHEIMER DISEASE2023

    • 著者名/発表者名
      Ogawa T. Sakakibara R, Seki M, Hidaka M, Futai E,
    • 学会等名
      60th Peptide Symposium
  • [学会発表] HABU SNAKE VENOMICS REVEALS UNIQUE VENOM COMPONENTS RELATED TO THE PROTEOLYSIS ENZYMES AND INHIBITORS2023

    • 著者名/発表者名
      小川智久
    • 学会等名
      12th General Meeting of the International Proteolysis Society
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 毒蛇ハブベノミクス由来医薬シーズ:アルツハイマー病治療薬の探索2023

    • 著者名/発表者名
      小川智久
    • 学会等名
      東京大学医科学研究所奄美病害動物研究施設第3棟改築記念シンポジウム
    • 招待講演
  • [産業財産権] アミロイドβを分解する酵素,及びこれを用いた医薬組成物2023

    • 発明者名
      二井勇人,小川智久,川崎 創,佐藤伸一,日高將文
    • 権利者名
      二井勇人,小川智久,川崎 創,佐藤伸一,日高將文
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-190410

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公開日: 2024-12-25  

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