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

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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。