Identification of the maturation-inducing hormone receptor in starfish

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ヒトデ卵成熟誘起ホルモンの受容体の同定が本研究の目的であり、申請者がこれまでに見いだした有力候補であるGタンパク質共役型受容体(GPCR)がヒトデ卵で機能する真の受容体であるかどうか確認しようとしている。これまで卵で発現している候補GPCRの機能阻害を目指して、抗GPCR精製抗体による阻害や、機能不全型GPCR変異体の発現による競合的阻害を試してきた。今年度は抗体による阻害について進展があり、細胞外突出部分を抗原とした精製抗体を海水中に加えて卵表層に作用させることで、約半数の卵の卵成熟を完全に阻害することに成功した。この阻害は抗原ペプチドを添加することで阻害がキャンセルされたことから、精製抗体溶液に含まれる夾雑物の影響などではなく抗体の作用を通じたものと結論された。ただし阻害率を上げようと繰り返し実験を行ったところ、卵のなかに阻害できる卵とそうでないものが存在することが判明した。これら阻害効果の違いは、ホルモンに応答するタンパク質のリン酸化状態の違いと相関があり、阻害効果が見られない卵ではホルモンに応答した後に見られるリン酸化が検出された。これは未成熟卵にはホルモンの作用を受けた状態の卵が存在することを示しており、ホルモンの作用機構には、一部の標的タンパク質が応答しているが未成熟の状態を維持する段階と、その後実際に卵成熟を誘起する２段階あると推測された。性質が異なる未成熟卵の存在を示唆する報告はこれまでにも存在したが、今回のように細胞内のタンパク質のリン酸化状態の違いとして分子レベルで違いを示したのは初めてとなる。この知見はホルモンの作用機構の理解の手がかりとなり、今後の成熟誘起機構の解明に役立つと期待される。