【研究分野】ナノ材料・ナノバイオサイエンス

【研究領域課題番号】15651062 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

金クラスター / 分子数計測 / 受容体 / イオンチャネル / タグ / 遺伝子改変動物 / 電子顕微鏡 / ナノ粒子 / メタルチオネイン / 分子数 / 融合蛋白質

【研究成果の概要】

生体分子の絶対数の定量を目的として、メタルチオネインを融合させた蛋白質を細胞に発現させメタルゴールドをその場で形成させる実験を行った。しかし、生体に存在するメタルチオネインに金イオンを結合させたあと還元しても、メタルチオネインのノックアウト動物と金標識の有意な差を見出す事はできず、in situの金クラスターの形成はメタルチオネイン以外の理由による核形成に伴って起こっている事が明らかとなった。そこでまずは、別のペプチド性タグを標的分子に導入し、これに予め金粒子で標識したリガンドを結合させる戦略に転換した。現在myc, HA, streptag, BTX binding site, GFPについてタグ導入蛋白質をin vivoで発現させるためのウィルスの作製を進めており、GFPについては遺伝子導入動物の作成も進んでいる。しかし研究期間内には最終的な目標である、分子絶対数の計測には至っておらず、今後とも努力を続けていきたいと考えている。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】3,100千円 (直接経費: 3,100千円)

【研究分野】生理学一般

【研究領域課題番号】10897002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

イオンチャネル / トランスポーター / 受容体 / 細胞内情報伝達 / チャネルゲート

【研究成果の概要】

イオンチャネルは生体膜を貫通するタンパク質で、生物の細胞に広く分布し細胞内と細胞外との間で物質の輸送を担い細胞内環境の恒常性の維持に関わる重要な分子である。
近年の研究からイオンチャネル、トランスポーター及び受容体については機構上の相互作用が認められたのみならず、細胞内情報伝達系の共通性も認められるに至った。この企画は各種の細胞においてこれらの問題点を共有する研究者が一堂に会し情報を交換するためのものである。取り扱われた細胞は心筋細胞・各種神経細胞を中心とし血管平滑筋及び内皮細胞にまでおよぶ広範囲なもので、研究課題としては細胞内情報伝達機構と、チャネルゲートの調節機構及び細胞の分化調節機構が話し合われた。
得られた主な成果を取り上げると 1.心筋のL型Ca^<2+>チャネルにおいて、Mg^<2+>の関与する新たな制御系の発見があった。2.心筋細胞で、Na^+-K^+ポンプ機構とNa^+-Ca^+交換機構の相互作用を測定し全細胞体積の制御の1/7がNa^+拡散により制御されていることを明らかにした 3.膵臓のβ細胞からのインスリン分泌にはピルビン酸を経由する系以外にミトコンドリア膜を介するNADHの輸送系も関与することが判った。 4.腹膜小動脈では、AchによりCa^<2+>依存性K^+チャネルが活性化され血管内皮細胞膜は過分極するが、血管平滑筋は血管内皮細胞と平滑筋細胞間のギャップ結合を通して過分極されるらしいことがわかった。
これらの成果を基に、将来のイオンチャネル異常による病態時への対応及び薬物治療の可能性も討議された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1998

【配分額】3,100千円 (直接経費: 3,100千円)

【研究分野】動物生理・代謝

【研究領域課題番号】09440276 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ホヤ / ニシン / ナメクジウオ / ヒト / 精子活性化物質 / 精子走化性 / カルシウム・ナトリウム交換反応 / 高速度ビデオ解析 / ユウレイボヤ / 精子運動活性化 / ステロイド物質 / カルモジュリン / 高速度ビデオカメラ / 精子運動開始 / store-operated Caチャネル / 単一イオンチャネル / ダイニン軽鎖 / 精子運動阻害物質 / 受容体 / 精子走行性 / リン酸化チロシン / イオンチャンネル / ヒト精子 / 精子培養系 / cDNAクローニング / イオンチャネル / 蛋白リン酸化 / パッチクランプ法

【研究成果の概要】

ニシン精子運動活性化についてはカルシウムイオンが2次メッセンジャーとして働いていること、cAMPは精子活性化の要因でないことが明らかとなった。更に精子活性化に伴い細胞膜の脱分極が起こること、カルシウム、ナトリウムの交換機構による細胞内カルシウム濃度の上昇が精子運動活性化に重要であることが分かり、細胞内情報伝達機構の大略が明らかとなった。ホヤでは精子活性化・誘引物質(SAAF)が2基の硫酸基を持つ新規のステロイドであるという画期的な成果を得た。現在この2種での成果を2報の論文にまとめ、それぞれをProceedings National Academy of Science, USAに投稿中である。精子走化性については、ホヤ精子で精子のとる軌跡コンピューターによって処理し、シミュレーションによって精子走化性を取り扱う数理学的研究が、さらなる精密度を求め、高速度ビデオによる軌跡解析を行うことで完成した。ヒト卵胞液由来の精子活性化物質についてはその精製が進み、それが分子量の小さな、既知のプロゲステロン、心房性利尿因子など精子を活性化することが薬理学的に知られていた物質と異なる新規物質であることが確認された。ナメクジウオでは精子に精活性化物質が結合しており、放精と同時にそれが海水中に放出され、精子を活性化することが明らかになり、最近、精製を精力的に行いほぼ精製標品を得るに至った。現在、ナメクジウオ精子活性化物質の分子機構の解明に向けて研究を行っている。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1997 - 2000

【配分額】14,200千円 (直接経費: 14,200千円)