【研究分野】自然人類学

【研究領域課題番号】15H05242 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

味覚 / 嗅覚 / 視覚 / 受容体 / コロブス / マカク / 霊長類 / 採食行動 / 採食

【研究成果の概要】

動物が採食活動を行う際、視覚・嗅覚・味覚等の感覚を頼りにして採食品目の選択を行う。そのため、これらの感覚受容体の特性を知ることが、採食戦略の分子基盤を解明する一つの手がかりとなる。本研究では、世界各地の霊長類の視覚・嗅覚・味覚等の感覚を分子レベルから生態レベルまで比較検討することにより、採食活動に対する感覚の重要性を検討した。その結果、各地の霊長類は多様な感覚を持っていることが示され、単独または複数の感覚を採食の際に利用していることが示唆された。

【研究の社会的意義】

ヒトを含む霊長類は様々な食性を示すが、その分子メカニズムはあまりよくわかっていませんでした。本研究では、視覚・嗅覚・味覚等の感覚に注目することにより、食物を選択する際にどのような感覚を主に使っているのか記述することに成功しました。例えば、アジアの葉食ザルは苦味や甘味の感覚が減弱していることがわかったため、食べ物を選ぶ際にはこれら以外の感覚を手がかりにしていることが示唆されました。また、中南米のサルの長期観察等により、味覚以外にも視覚や嗅覚を組み合わせて果実等を選んでいることが示されました。ヒトの食物について考える際に、こうした進化的な背景も考慮する必要があるかも知れません。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】食品科学

【研究領域課題番号】25450194 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

味覚 / 受容体 / 構造機能解析 / 進化 / 味覚受容体 / 甘味 / Gタンパク質共役型受容体 / 構造機能 / 情報伝達 / 膜移行

【研究成果の概要】

甘味受容体の構造機能特性の解明を目的に、複数の種の甘味受容体T1r2/T1r3について膜移行機序、甘味阻害効果等の解析を行った。まず、T1r2/T1r3の様々な部位の変異体について解析した。その結果、味物質を結合させる部位の変異が、受容体全体の構造を変化させてしまう現象を見出した。次に、ヒト、齧歯類、霊長類、魚類のT1r2/T1r3を用いて、膜移行能の比較を行った。その結果、齧歯類と魚類のT1r3は単独で膜へ移行出来るが、霊長類とヒトT1r3の膜移行にはT1r2の共存が必要であることが明らかになった。よって、T1r3は単独では膜移行できないように進化したことが強く示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)

【研究分野】食生活学

【研究領域課題番号】22300256 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

味覚 / 持続性 / 表面プラズモン共鳴 / 物性 / 受容体 / リポソーム / 味の持続性 / 脂質二重膜

【研究成果の概要】

味と物性は、今までは別々のカテゴリーに分類されてきた。しかし、味は強度だけでなく、口中での広がりや持続性など、物理的な要素を含んでいる。本研究では、味細胞表面を模した脂質二重膜と食品成分の相互作用を評価する簡便な方法を開発した。また、持続性のある味である苦味を抑制する物質をチーズから見出した。活性本体は脂肪酸で、苦味抑制活性の高いチーズには、遊離脂肪酸が多く含まれていた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)

【研究分野】応用分子細胞生物学

【研究領域課題番号】20688015 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

分子間相互作用 / 味覚 / 受容体 / 味物質 / センサー / 培養細胞 / 食品 / 遺伝子 / 生体分子

【研究成果の概要】

味物質の受容を行う味覚受容体を利用し、呈味物質に対して安定的な数値を提示する味センサーの作製を行った。最も嗜好される味である甘味を測定するために、ヒト甘味受容体を安定的に発現する培養細胞を作製した。甘味物質を投与した際に観察される細胞内カルシウム濃度変化を蛍光カルシウム指示薬の蛍光強度変化として測定することで、長期間安定的な数値を提示しうる甘味センサー細胞となりうることを示した。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円)

【研究分野】食品科学

【研究領域課題番号】19658053 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

食品 / 遺伝子 / 味覚 / 受容体

【研究成果の概要】

近年、各種の味覚受容体やシグナル分子が同定され、味蕾細胞特異的に発現する遺伝子群の同定、ならびに味情報の受容・伝達機構へのそれら分子の関与が解明されてきた。しかし塩味受容や味蓄細胞の分化、味神経との情報伝達などに直接的に関わる分子の同定はほとんど達成されておらず、味蕾細胞に発現する分子の知見は十分とは言えない。本年は、DNAマイクロアレイ技術を用いて、新たな味蕾特異的分子マーカーの同定とその発現解析を行った。
マウスおよびラットの有郭乳頭味蕾細胞、味蕾周辺の上皮細胞、これらを含む乳頭上皮を用いてDNAマイクロアレイ解析を行った。各アレイの結果を比較し、味蕾特異的に発現すると予想される遺伝子を抽出した。各遺伝子のcDNAを取得し、in situ hybridizationにより味蕾内での発現を確認した。味蕾の一部の細胞に特異的な発現が見られたものは、さらに二重in situ hybridizationを行い、既知の味蕾分子マーカーと発現分布を比較した。今回取得した分子の中には、TRPM5(甘・旨・苦味受容細胞マーカー)、PKD1L3(酸味受容細胞マーカ二)と排他的に発現するものがあった。これは、塩味受容細胞を含む新たな細胞種のマーカーとなり、今後残された味蓄細胞種の機能の特定につながると予想される。今後は味蕾細胞に特異的な発現を示す分子群が、味神経への情報伝達機構に何らかの関与を行っているかについて、個体レベルでの解析も視野に入れながら検討する。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)

【研究分野】食品科学

【研究領域課題番号】18688005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

食品 / 遺伝子 / 生体分子 / 味覚 / 受容体

【研究成果の概要】

近年、甘味・旨味や苦味といった味物質を受容する味覚受容体分子の存在が明らかとなり、味覚組織に発現する多くのGタンパク質共役型受容体が同定されたものの、各受容体に対するリガンドの解明については依然多くについて残されている。本研究課題においては味覚受容体の味物質受容機構の更なる理解のため、受容体の構造機能連関解析を基盤としてその機構を明らかにしようという目的で実施するものである。
哺乳類以外の脊椎動物として魚類を選択し、データーべースより哺乳類由来味覚受容体(T1R・T2Rファミリー)と相同性を持っ配列の検索を行った。培養細胞発現系を用いて受容体候補分子を発現させ、呈味物質投与に対する応答を観察した。その結果、ゼブラフィッシュ・メダカに由来するT1Rを特定の組み合わせで共発現させることにより、L-アミノ酸を受容する受容体として機能することが判明した。受容するL-アミノ酸の種類は発現させる受容体の組み合わせによって異なっており、魚類においてはT1RによりL-アミノ酸を幅広く受容しうることが判明した。
またゼブラフィッシュ由来のT2Rのうち、苦味物質であるデナトニウムを受容するものにっいて、細胞外ループ領域の点変異体を作製してデナトニウム受容能との相関を解析したところ、270番目に位置する残基が酸性アミノ酸である場合にはリガンドを受容するが、負電荷をなくすような変異を導入することによりリガンドに対する応答性が顕著に低下した。この部分はリガンド認識部位と比較的離れていることが想定され、細胞外ループ領域のリガンド受容に関わる新たな機能が推察された。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円)

【研究分野】食品科学・製品科学

【研究領域課題番号】07456058 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

Taste / Signal transduction / G protein / Receptor

【研究成果の概要】

本研究は、申請者自身が世界で初めて成功した味覚レセプターのクローニング[J.Biol Chem.,.268,12033-12039(1993)]を基盤に、共役するGTP結合タンパク質、エフェクター、第二メッセンジャー、イオンチャンネルの解析を通じ、外来情報の最初のしかも主要な受容部位である味細胞におけるシグナル変換からシナプス電流発生までの細胞内シグナル伝達のプロセスの分子レベルでの解明を目的として実施された。
味覚の(主として甘味と苦味)の第二メッセンジャーとしてcAMPとIP3を生成することがすでに知られているが、この際に関与するGタンパク質はGsα、GqαおよびGiBγ分子種であると考えられている。申請者が味細胞に存在するGタンパク質を検索したところ、Gqαタイプの分子種G15-likeをラット舌ライブラリーよりクローン化することができた。このタンパク質の発現は味細胞にも観察されたことから、味覚のシグナル伝達、特にIP3の生成に関与しているものと推定している。またrサブユニットについてもその存在を検討してみたところ、舌に特異的ではないものの、新種の分子種のクローンを得ることができた。
得られたクローンを培養細胞(バキュロウィルスを用いたSf9細胞)を用いて発現させ、リガンド(各種味物質)による第二メッセンジャー(cAMPあるいはIP3)の濃度変化の測定を行ったところ、舌由来のクローンを発現させたものにおいて、とくにIP3の濃度について有為な差が観察された。各種味物質のうちでは苦味に対しての反応性が大きく、得られたクローンが苦味のシグナル伝達に関与している可能性が示唆された。

【研究種目】一般研究(B)

【研究期間】1995

【配分額】6,700千円 (直接経費: 6,700千円)