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異なる低温環境に棲む４種の有尾両生類の侵害温度センサーの特性解明

生活在不同低温环境下的四种铀酸盐两栖动物夜间温度传感器的表征

基本信息

批准号：
22K06324
负责人：
斉藤修
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06324/
关键词：
TRPチャネル低温適応

项目摘要

本研究では、低温環境を好む有尾両生類が、その生息地選択と適応性を支えるどのような温度感受性を持ち、それらの感受性が如何なる変化を獲得した侵害温度センサーに基づいているのか、TRPV1,TRPA1,TRPM8をクローニングし、その温度応答特性とその機能発現の機構を明らかにする。アホロートル(Ax)を含む 4種の有尾両生類のTRPV1は、閾値が全て30℃前後で共通して他の動物よりかなり低い。この低い閾値が如何なる分子機構で生じるのかAxTRPV1に注目してキメラ解析・点変異解析を行い、N端アンキリンリピート１(ANK1)内の128Qと154Lがキーである事を突き止めた。即ち、AxTRPV1の128Qと154Lの２アミノ酸をそれぞれラットの相同部位のアミノ酸のRとKに変換すると、AxTRPV1も閾値40℃以上のラット型になること、逆にratTRPV1に逆の変異を入れると閾値が下がりAx型の温度応答性に変化した。更にこのANK1の２点の相同部位は有尾両生類TRPV1に共通であり、この２点をRとKへ置換することで全ての有尾両生類TRPV1はラット型の閾値を示すように変化した。よって、有尾両生類TRPV1がこの２点変異を獲得したことが、この動物群の低温生息地選択に大きく寄与したと考えられた。そこで、なぜ、このANK1の２点だけで大きくTRPV1の閾値が大きく変化するのか、その機構にアプローチした。立体構造予測に基づく構造の安定性変化の算出、アミノ酸変換によるチャネルの活性化閾値シフト、更にN端組換えタンパクの熱安定性変化を調べた結果、TRPV1の発見されたANK1の２点は、N端の構造安定性を強く支配する部位で、この部位のアミノ酸選択で安定性が大きく変わり、安定化すれば閾値が大きく上がり、不安定化すれば閾値が大きく下がるという、高温活性化閾値決定の全く新しい仕組みが発見された。

This study では, good low temperature environment をむ struck with tail raw が, その home to sentaku と pleasant to 応を branch えるどのような temperature sensitivity を hold ち, それらの susceptibility が how なる variations change を get した enroach on temperature センサーに base づいているのか, TRPV1, TRPA1 was, TRPM8 をクローニングし, その temperature 応 a feature Youdaoplaceholder0 とそ Functional development とそ institution を Ming らにするにする. アホロートル (Ax) contains をむ born four の struck with tail class の TRPV1 は around 30 ℃, threshold numerical がてで common して he よの animals りかないり low. この how low threshold numerical がいなる molecular institutions で raw じるのか AxTRPV1 に attention してキメラ analytic point line - different analytical をい, n-terminal アンキリンリピートの 128 q と within 1 (ANK1) 154 l がキーである matter を tu き check めた. Namely ち, AxTRPV1 のと 154 l, 128 q の 2 アミノ acid をそれぞれラットの same parts のアミノ acid の R と K に variations in すると, AxTRPV1 も threshold numerical more than 40 ℃ のラット type になること, reverse に ratTRPV1 に inverse の - different を into れると threshold under the numerical ががり Ax 応の temperature of a sexual にし variations Youdaoplaceholder0. More にこの ANK1 の 2 point の parts は struck with tail same class TRPV1 に common であり, この 2 を R と K へ replacement することで full ての struck with tail raw class TRPV1 はラット type の threshold numerical を shown すように variations change した. よって, struck with tail raw TRPV1 がこの 2 point - different をしたことが, この fauna の cryogenic home to sentaku に big きく send したと exam えられた. そこで, なぜ, この ANK1 の 2 だけで big きく TRPV1 の threshold numerical が big きく variations change するのか, その institutions にアプローチした. Three-dimensional structure can be に base づのく structure stability - the の calculate, アミノ acid variations in によるチャネルの activation threshold numerical シフト, more に n-terminal groups in えタンパクの thermal stability - the を adjustable べた results, TRPV1 の発 see された ANK1 の 2 は, n-terminal の strong tectonic stability をく dominate する parts で, この parts のアミ sentaku ノ acid で stability が big きく - わり, stabilization すれば threshold numerical が big きく on がり, unstable すれば threshold numerical が big きく under がるという, high temperature activation threshold numerical decision のく all new しい blackstone group みが発 see された.