一次繊毛における新規機構「分子コンバータ」システムの解明

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細胞から伸びたアンテナのような小器官である一次繊毛は、細胞外環境を感知するセンサーとしてはたらく。これまでの研究から、細胞外の流れ刺激に対して繊毛内でカルシウム応答が見られることは知られていたが、その下流のシグナルカスケードに関しては未解明な点が多い。本研究課題では、この一次繊毛というアンテナが、どのように細胞に情報を伝達し、制御するのかを明らかにすることを目的とした。昨年度に構築した「フローチャンバーを用いて腎臓由来の培養細胞に細胞外流れ刺激を与える系」を用いて、今年度は「繊毛の中で細胞外流れ刺激によってどのようなタンパク質の増減やリン酸化修飾が起きるのか」を知るために、繊毛内プロテオーム解析系を立ち上げた。すでに予備的な結果を得ており、来年度はこうした候補遺伝子の詳細な解析に進む予定である。特にこうした詳細な解析を行うのに必須な、繊毛内での分子コンバータ因子の動態解析で必要な光路の構築を開始しており、次年度に計画している観察に向けて順調に準備を進めることが出来た。またこの研究を進める中で、マウス初期胚のノードの一次繊毛 (マウスノード不動繊毛) において、繊毛内のタンパク質局在に異方性があり、繊毛が曲げられる向きを感知している可能性があるという驚くべき結果を得た (Katoh et al., Science, 2023)。