広塩性魚のウナギの食道をモデルとしてイオン輸送機構を解明する

以高盐鱼的食道为模型阐明离子传输机制

基本信息

批准号：
08F08765
负责人：
竹井祥郎
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

魚類が海水に適応するためには、海水を飲んでほぼすべての水を腸管で吸収する必要がある。魚類は、食道でNaとClを吸収して海水を希釈し、体液と同じ浸透圧になった希釈海水からイオンをNa,K、2Cl共輸送体(NKCC)を使って腸管で吸収し、それらイオンとともに水チャネル(アクアポリン)を通して水を吸収している。しかし、海水にはNaイオンやClイオン(~500mM)と比較してKイオンの含量が極めて少ないためC10mM)、細胞内から腸管内にKイオンを分泌して効率よく共輸送体を働かせている。本年度は、全ゲノム配列が公表されているメダカを利用して、関係すると予想される全てのKチャネルをメダカゲノムから抽出し、メダカの腸で発現する輸送体をRT-PCRでスクリーニングして、それらのcDNAの全長をクローニングした。さらに、定量的なreal-time PCRにより、これら遺伝子がメダカを海水に移すと発現が亢進するかどうかを調べた。その結果、Kir4.2およびKir5.1という2種類のKチャネルが海水メダカの腸で発現が亢進していること、またKir5.1とKir4.2はヘテロ4量体として存在していることが明らかになった。今後はこれらのチャネルの抗体を作成して、ヘテロ4量体がメダカの腸上皮細胞の管腔側の細胞膜に存在することを共焦点レーザー顕微鏡で確認する。また、これら遺伝子をウナギで同定して、腸の袋状標本とKチャネルの特異的なブロッカーを用いて、実際にこれらKチャネルが管腔内へのKイオンの排出に関与していることを確認する。

为了使鱼适应海水，他们需要喝海水并吸收肠中的几乎所有水。鱼在食道中吸收Na和cl以稀释海水，并从稀释的海水中吸收肠道中的离子，其渗透压与使用Na，K和2Cl cotransporters（NKCC）的体液具有相同的渗透压，并且与这些离子一起吸收了水上的水通道（Aquaporrins）。但是，在海水中，与Na和Cl离子（约500 mm）相比，K离子的含量非常小，并且K离子从细胞内部分泌到肠道中，从而使共旋转孢子有效地运行。今年，使用Medaka（已发表了整个基因组序列的Medaka），从Medaka基因组中提取了所有预计将涉及的K通道，并通过RT-PCR筛选了在Medaka肠中表达的转运蛋白，以克隆其cDNA的全长。此外，使用定量实时PCR来确定转移到海水时是否增加了这些基因。结果表明，Kir4.2和Kir5.1的两种类型的Kir4.2和Kir5.1在海水Medaka的肠道中的表达增加，而Kir5.1和Kir4.2作为异驱精。将来，将创建这些通道的抗体，以使用共聚焦激光显微镜确认，即在Medaka的肠上皮细胞的腔侧的细胞膜中存在异驱动器。这些基因也在鳗鱼中鉴定出来，并使用了肠道袋标本和k通道的特定阻滞剂，以确认这些K通道实际上与k离子的排泄相关。