Regulation of cold tolerance and thermo-sensation via degenerin-type mechano receptor DEG-1

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温度は生体の生存と繁栄に関わる重要な環境情報のひとつである。本研究では、線虫C. elegansが示す温度応答のひとつである低温耐性・馴化 を実験系として、温度受容の分子機構に関わる新しい原理を解き明かすことを目的として解析を進めた。特に、メカノ受容体であるDEG/ENaCが温度受容 に関わることを近年見つけたため、メカノ受容体を介した温度受容に関して解析をすすめた。これまでに、メカノ受容体であるDEG/ENaCの変異体であるdeg-1変異体が低温耐性に異常をもち、その原因はASG感覚ニューロンにおけるDEG-1を介した温度受容情報伝達の低下にあることが示唆されてきた。そこで、 メカノ受容体を介した温度受容に関して、その関連分子の同定やメカノ受容体による温度受容の生理的な解析をすすめた。前年度までに、温度刺激依存的に発現変動する遺伝子をトランスクリプトーム解析から同定し、その中からメカノチャネルおよびメカノチャネルの制御分子をコードする遺伝子を選別した。そのなかには、DEG-1以外のDEG/ENaCチャネルも含まれていたため、その遺伝子の変異体の低温耐性を測定したところ、ナル変異体では低温耐性異常が見られなかったため、その遺伝子の機能獲得型変異体を用いて、低温耐性の異常の有無を確認した。機能獲得型変異体において低温耐性の異常が確認されたため、DEG/ENaCチャネルのナル変異体にDEG/ENaCの機能獲得型遺伝子を外来遺伝子として導入し、それによって、低温耐性の異常が見られるようになるかを解析したところ、実際に異常が見られた。さらに、温度刺激依存的に発現変動する遺伝子のトランスクリプトーム解析から、DEG/ENaC以外の新規の温度受容体候補遺伝子として、3量体Gタンパク質に関連した遺伝子が見つかってきたため、その遺伝子の変異体の低温耐性を調べたところ、異常が観察された。