生体中のイオンチャネル複合体の分子構成検出と生理機能解明

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当該年度は、KCNQ1チャネルの修飾サブユニットであるKCNE1とKCNE3について、ゼブラフィッシュゲノムよりプロモーター領域を同定し、それぞれの発現部位を、GFP蛍光を観察することで解析した。KCNE1はヒトなどと同様に心臓での発現が認められたが、そのほか耳、側線などでの発現が認められた。一方KCNE3に関しては、心臓での発現が観察された。ヒトなどにおいては、KCNE3は主に上皮細胞などに発現しているため、生理的な機能がゼブラフィッシュとヒトではやや異なることが示唆された。このKCNE3について、さらにCRISPR/Cas-9によるknock outラインを作成しているところである。これまでのところ、KCNE3のノックアウトにより発生初期の心臓の大きさに違いがあるという初期データを得ている。ヒトのKCNE3がKCNQ1チャネルのゲーティングメカニズムを変えて開きっぱなしにするメカニズムについて、KCNQ1チャネルのS1セグメントに着目し、S1セグメントのアミノ酸がKCNE3との結合と機能調節メカニズムに重要であることを明らかにした。具体的にはS1とKCNE3の接触面に存在するすべてのアミノ酸に対して、４～５個の異なるアミノ酸に変異することで、これらのアミノ酸の大きさが最適されていることを示すことができた。この成果はeLife誌に論文として発表した。今後はこの成果をもとに、KCNE1やKCNE4など、KCNEファミリーの他のタンパク質でも同様の最適化が行われているのかを明らかにしていく予定である。