Investigation for regulatory mechanisms of cnidarian muscle contraction

刺胞动物肌肉收缩调节机制的研究

基本信息

批准号：
19K06755
负责人：
田中啓之
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ミズクラゲの下傘上皮（横紋筋）、アカザラガイ閉殻筋（平滑筋）、並びにニワトリ砂嚢筋（平滑筋）のホモジェネートを調製し、Caイオンの存在または非存在下でATPと共に15℃でインキュベートしたところ、いずれもATPase活性が確認されたが、そのCaイオン感受性はミズクラゲ＜ニワトリ＜アカザラガイの順であった。また、ホモジェネートをSDS-PAGE後、Phos-Tag Cyanで染色してリン酸化タンパク質を検出したところ、ニワトリ砂嚢筋についてはミオシンの調節軽鎖がCaイオン依存的にリン酸化されていることが示された。しかし、ミズクラゲおよびアカザラガイについてはミオシンの調節軽鎖はほとんどリン酸化されておらず、その度合いもCaイオン依存的に変化しなかった。従って、これらの筋肉には、広く知られる平滑筋の収縮調節機構が存在しない可能性が示された。一方、ミズクラゲ下傘上皮のホモジェネート中に、Caイオン依存的にリン酸化レベルの増大するタンパク質が複数確認され、そのうち一つはミトコンドリアに存在するF0-ATPシンターゼのαサブユニットと同定された。従ってミズクラゲの横紋筋では、ATP合成系がリン酸化を介してCaイオン依存的に調節されている可能性が考えられた。また、ミズクラゲにアクチン1とアクチン2の二つのアクチン遺伝子が存在する意義を調べるため、リアルタイムPCRによる発現解析を行った。成体の上傘上皮、下傘上皮、口腕上皮から調製した全RNAについて調べたところ、アクチン1は上傘:下傘:口腕=0.65:1.00:0.68の比率で、またアクチン2は3.24:1.00:1.72の比率で発現していると見積もられた。これらの組織のうち、上傘のみが非筋組織であることを踏まえると、非筋組織ではアクチン2が優勢に発現していると推測された。

制备月水母伞下上皮（横纹肌）、晶蜥蜴肌（平滑肌）和鸡肫肌（平滑肌）的匀浆，并在 15°C 下与 ATP 一起孵育，并在存在或不存在 Ca 离子的情况下确认 ATP 酶活性。其中，对Ca离子的敏感性大小顺序为月水母<鸡<杜鹃。此外，对匀浆进行 SDS-PAGE 后，通过 Phos-Tag Cyan 染色检测到磷酸化蛋白，表明鸡砂囊肌肉中肌球蛋白的调节轻链以 Ca 离子依赖性方式磷酸化。然而，在海月水母和杜鹃中，肌球蛋白的调节轻链几乎不被磷酸化，并且磷酸化程度不以Ca离子依赖性方式改变。因此，表明这些肌肉中可能不存在众所周知的平滑肌收缩调节机制。另一方面，在水族箱伞下上皮的匀浆中鉴定出多种磷酸化水平以Ca离子依赖性方式增加的蛋白质，其中一个被鉴定为存在于线粒体中的F0-ATP合酶的α亚基。因此，在水族水母的横纹肌中，ATP合成系统可能通过磷酸化以Ca离子依赖性方式受到调节。此外，为了研究海月水母中两个肌动蛋白基因（肌动蛋白 1 和肌动蛋白 2）存在的重要性，我们使用实时 PCR 进行了表达分析。当我们研究从成人上皮、伞下上皮和口臂上皮制备的总RNA时，我们发现肌动蛋白1的比例为0.65:1.00:0.68，肌动蛋白2的比例为3.24:1。以1.00:1.72的比率表示。考虑到这些组织中只有囊上组织是非肌肉组织，因此推测肌动蛋白2主要在非肌肉组织中表达。