精子における膜電位シグナルによる脂質リモデリングの解明

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従来、細胞がもつ電気信号である膜電位は「電位依存性イオンチャネル」と呼ばれる分子によって感知され、この分子は膜電位に応じてイオンの流出入を示す。一方で、電位依存性ホスファターゼは、イオンチャネル活性を持たず、酵素ドメインであるホスファターゼドメインを持ち、電位依存的にイノシトールリン脂質に対するホスファターゼ活性を持つという非常に興味深い蛋白質である。私は近年精子において、この膜電位依存的に酵素活性を示すVSPが、「電気信号を感知してイノシトールリン脂質レベルを制御する」メカニズムが存在することを明らかにした。本研究ではこの概念をさらに拡張し、最終的には「電気信号を感知して脂質分布を制御するメカニズム」を解明することを目的としていた。TMEM16ファミリー分子はCa2+によって活性制御を受ける有名なスクランブラーゼファミリーであるが、そのスクラブラーゼ活性の際にイオン電流も生じることが知られている。昨年度は、TMEM16Fの解析にノウハウのあるHuanghe Yang lab(米・デユーク大学)に長期滞在し、TMEM16Fがイノシトールリン脂質PIP2による制御を受けることを確認した。私の研究から、精子ではVSPを介したPIP2感受性分子の制御には高いPIP2親和性が重要であることが明らかになっている(Kawai et al., PNAS,2019)。そこでTMEM16FのPIP2親和性を他のイオンチャネルと比較することで検証した。その結果、TMEM16FはPIP2に対して比較的高い親和性を持っていることが明らかとなり、精子においてもTMEM16FがPIP2による制御を受けている可能性があると思われた。