高分解能イメージングによる酸性オルガネラ膜における栄養応答シグナリング機構の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

ATP濃度低下ツールとして細菌F1 ATPase (α3β3γ) に着目し、哺乳類培養細胞を用いて研究を進めた。ATP濃度への効果を1細胞レベルで明らかにするため、ATP濃度を可視化できるATeamを用いた。細菌F1 ATPaseの発現によって、ATPレベルは大きく低下し、それぞれの細胞における低下量はF1発現量と相関することをいくつかの細胞種で確認した。蛍光検出ゲルろ過による検出と、複合体の精製によって、F1 ATPaseは哺乳類細胞に置いても巨大な複合体を形成することを確認した。αとβのみを発現させた場合にはこのような複合体は不安定であり、α3β3γ複合体が形成されることがATP濃度低下に重要であることが示唆された。今後、主要なストレス応答経路や遺伝子発現の変動を明らかにして、ATP濃度低下に対する細胞応答を明らかにしたい。また、ATP濃度を局所的に制御する系の構築を進めた。γと相互作用するεを利用し、一部の細胞でF1をミトコンドリアなどへリクルートさせることができたが、そのような細胞の割合は小さく、現在効率の改善を試みている。また、局所的ATP濃度変化を検討するためのツールとして、様々なオルガネラ膜に係留されたATeamを作成した。今後、局所的なATP濃度低下を検出できれば、それに対する細胞応答も明らかにしたい。PANX1はATPなどを漏洩するチャネルとしてよく知られているが、その制御機構は構造レベルではほとんど理解されていない。制御機構を明らかにできれば新規なエネルギー代謝操作ツールの開発が進展する可能性がある。哺乳類培養細胞での発現条件を確立し、野生型ヒトPANX1を構造を決定することができた (分解能3.41オングストローム)。今後は、疾患変異型やリン酸化型の活性型PANX1の構造を決定し、PANX1開閉制御メカニズムを明らかにすることを目指す。