味覚のデジタル定量化を目指したシングルセルセンサーの創製

创建用于味觉数字量化的单细胞传感器

基本信息

批准号：
09J02380
负责人：
原圭祐
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J02380/
关键词：
Gタンパク質共役受容体(GPCR)味覚受容体細胞センサーリガンドスクリーニング酵母GPCRアッセイ細胞膜ペプチドリガンド提示技術シグナル伝達の定量化細胞内シグナル伝達経路酵母細胞内情報伝達経路異種タンパク質発現

项目摘要

味覚の客観的定量データの取得は難しく、人間の感覚に近い生細胞を用いた味覚センサー開発へ寄せられる期待は大きい。そこで、簡便・安価で迅速な解析が可能な酵母に着目し、味覚の定量化を実現する酵母味覚センサーの構築を目指して本研究を行った。本研究では酵母細胞にヒト味覚受容体を発現させるため、"ヒト"味覚受容体が"酵母"細胞内シグナル伝達経路と共役するように、両者の橋渡し役であるGタンパク質を改変する必要があった。そこで、味覚受容体との共役に必須なGαサブユニットのC末端領域を酵母型からヒト型に置換した「キメラGαタンパク質」を作製し実験したところ、味覚受容体との共役に必要な領域を含みつつ酵母細胞内でも機能を保持するキメラGαタンパク質の創出に成功した。今後の研究により酵母細胞を用いた味覚のデジタル定量化が可能となれば、従来の官能検査に代わる味の絶対的評価が実現され、バイオ味覚センサー商品化などが可能となると期待される。一方、前年度に開発に成功した細胞膜ペプチドリガンド提示技術を応用し、様々な疾患に関わるヒト受容体に関する研究を行った。具体的には、創薬的に重要なGタンパク質共役受容体をヒトcDNAライブラリーからクローニングし酵母に発現させた。この際、対応するキメラGαタンパク質を構築し導入した。既知リガンドを用いたassayにより、複数のヒト受容体が酵母細胞内で機能的に作動することが明らかとなった。開発した提示技術を用いてランダムペプチドライプラリーを酵母細胞膜上に発現すれば、新規治療薬のシーズとなるアゴニスト活性のあるペプチド配列を取得できると期待される。本研究で構築した細胞膜ペプチドリガンド提示技術は、新規苦物質や苦味阻害物質の探索だけでなく、リガンド既知・未知の様々な細胞膜受容体に対する新規リガンド同定のための強力なスクリーニングツールとしての展開が期待される。

关于味道的客观定量数据很难获得，并且使用接近人类感觉的活细胞开发味觉传感器有很大的希望。因此，我们进行了这项研究，目的是构建一个酵母口味传感器，以实现简单，廉价和快速分析。在这项研究中，为了在酵母细胞中表达人味受体，有必要修改G蛋白，该蛋白充当两者之间的桥梁，以便将“人类”味觉受体耦合到“酵母”细胞内信号通路。因此，我们创建了一个“嵌合Gα蛋白”，其中Gα亚基的C末端区域对于与味觉受体的结合至关重要，被酵母类型的人形取代并进行了实验。我们成功地创建了一种嵌合Gα蛋白，该蛋白包含与味觉受体结合所必需的区域，并保留在酵母细胞中的功能。如果将来的研究使使用酵母细胞数字化量化的味道成为可能，则可以预期，将实现对传统感觉测试的绝对评估，并且将有可能对生物播种传感器进行商业化。同时，我们应用了在上一年成功开发的细胞膜肽配体呈现技术，以对涉及各种疾病的人体受体进行研究。具体而言，将药物重要的G蛋白偶联受体从人cDNA库克隆并在酵母中表达。目前，构建并引入了相应的嵌合Gα蛋白。使用已知配体的测定表明，多种人体在酵母菌细胞中的功能作用。通过使用开发的表现技术在酵母细胞膜上表达随机肽型脑脊液，可以预期，具有激动剂活性的肽序列可以获得一种新型治疗剂的种子。预计在这项研究中构建的细胞膜肽配体呈递技术不仅可以作为寻找新型不良物质和苦味抑制剂的搜索，而且还可以作为一种强大的筛选工具，用于鉴定各种已知和未知的配体 - 甲壳虫细胞膜受体的新型配体。