線虫の温度走性と化学走性を担う環状ヌクレオチド依存性チャンネルの機能解析

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昨年までの研究により、野生型tax-4遺伝子は、1)10個のエクソンより成り、733個のアミノ酸より成るタンパクをコードしている、2)そのタンパクは、哺乳類の視覚や嗅覚において重要な役割を担う環状ヌクレオチド依存性チャンネルと高い相同性を持っている、3)p678変異体は、82番目のアミノ酸が終始コドンに置換しているNull変異体であり、ksll変異体は、チャンネルの穴(Pore)を構成していると思われる領域に、また、ks28変異体は、2番目の膜貫通領域と思われる領域に、それぞれミスセンス変異を持つ、4)3つのtax-4変異体について、揮発性物質に対する化学走性を詳細に調べたところ、すべの変異体が、嗅覚ニューロンAWAで受容される揮発性誘因物質に対しては、正常に近い応答を示すが、嗅覚ニューロンAWCで受容される揮発性誘因物質に対しては、全く応答しないことから、AWCが関与する嗅覚機構に関して、Tax-4チャンネルが必須である、5)tax-4/GFP fusion遺伝子を導入した株を作成してGFPの発現細胞を同定したところ、AFD温度受容ニューロン、ASE味覚ニューロン、AWC嗅覚ニューロンなど、tax-4変異体で見られる感覚行動異常に関するすべての感覚ニューロンで、Tax-4チャンネルが発現している、ということが明らかになっていた.今年度の研究では、Tax-4チャンネルを哺乳類の培養細胞系(HEK)において発現させ、インサイドアウトパッチクランプ法によって、細胞内環状ヌクレオチドに対する反応性、イオンの透過性などの性質を電気生理学的に解析した.その結果、Tax-4チャンネルは、確かに環状ヌクレオチドに応答して陽イオンを通すことがわかり、機能的に環状ヌクレオチド依存性チャンネルであることが証明された.また,cGMPに対する応答性が、cAMPに対する応答性よりも約300倍程度高いことなどを初め,哺乳類のチャンネルでは見られない、いくつかのユニークな性質を持っていることも明らかになった.