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

通过精子膜电位信号阐明脂质重塑

• 批准号: 20KK0376
• 负责人: 河合 喬文
• 金额: $ 8.99万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021 至 2023
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20KK0376/
• 关键词: TMEM16; 精子; 膜電位

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。

The membrane potential of the cell is "potential-dependent" and "molecular sensing" is "potential-dependent" and "efflux" is "molecular sensing". One side, potential-dependent, active, enzyme dependent, potential-dependent, lipid dependent, active, very interesting, protein dependent. In recent years, sperm cells, membrane potential-dependent enzyme activity, VSP, electrical signal sensing, lipid regulation, etc. have been identified. This study aims to clarify the concept of "electrical signal sensing and lipid distribution control." The TMEM16 Last year, TMEM 16F was analyzed and confirmed to be a long-term lag in lipid PIP2. In the study, the control of PIP2-sensitive molecules by VSP and sperm is important for high PIP2 affinity (Kawai et al., PNAS,2019)。The PIP2 affinity of TMEM 16F has been verified by other online chat and comparison. Results: TMEM 16F has a high affinity for PIP2, and sperm has a high affinity for PIP2.

项目成果

Heterogeneity of microglial proton channel in different brain regions and its relationship with aging.

不同脑区小胶质细胞质子通道的异质性及其与衰老的关系。

• DOI: 10.1111/jnc.15292
• 发表时间: 2021
• 期刊: J Neurochem.
• 作者: Takuto Fujii;Mizuki Katoh;Takahiro Shimizu;Shushi Nagamori;Keiichi Koizumi, Junya Fukuoka;Yoshiaki Tabuchi;Akira Sawaguchi;Tomoyuki Okumura;Kazuto Shibuya;Tsutomu Fujii;Hiroshi Takeshima;Hideki Sakai;Kawai T,Takao K,Akter S,Abe M,Sakimura K,Miyakawa T,Okamura Y
• 通讯作者: Kawai T,Takao K,Akter S,Abe M,Sakimura K,Miyakawa T,Okamura Y

Role of K364 next to the active site cysteine in voltage-dependent phosphatase activity of Ci-VSP

• DOI: 10.1016/j.bpj.2023.01.022
• 发表时间: 2023-06-06
• 期刊: BIOPHYSICAL JOURNAL
• 影响因子: 3.4
• 作者: Paixao，Ian Costa;Mizutani，Natsuki;Okamura，Yasushi
• 通讯作者: Okamura，Yasushi

Insight into the function of a unique voltage-sensor protein (TMEM266) and its short form in mouse cerebellum

深入了解小鼠小脑中独特电压传感器蛋白 (TMEM266) 的功能及其短形式

• DOI: 10.1042/bcj20220033
• 发表时间: 2022
• 期刊: Biochemical Journal
• 影响因子: 4.1
• 作者: Kawai T;Narita H;Konno K;Akter S;Andriani RT;Iwasaki H;Nishikawa S;Yokoi N;Fukata Y;Fukata M;Wiriyasermkul P;Kongpracha P;Nagamori S;Takao K;Miyakawa T;Abe M;Sakimura K;Watanabe M;Nakagawa A;Okamura Y
• 通讯作者: Okamura Y

Ion channel regulation by phosphoinositides phosphatase and its voltage-dependence in mice sperm flagellum

小鼠精子鞭毛中磷酸肌醇磷酸酶的离子通道调节及其电压依赖性

• 发表时间: 2023
• 作者: Eri Kawashita;Jan Fischer;Yumi Fukuzaki;Lancelot Millar;Peiyun Zhong;Anna Hoerder-Suabedissen;Lei Shi;Zoltan Molnar.;Takafumi Kawai
• 通讯作者: Takafumi Kawai