繊毛運動を制御する機械受容チャネルの生理機能と分子機構の解明

阐明控制纤毛运动的机械敏感通道的生理功能和分子机制

基本信息

批准号：
22K06228
负责人：
吉村建二郎
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Shibaura Institute of 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

项目摘要

繊毛基部に発現するTRPチャネルのひとつであるTRP11が、クラミドモナスの機械反応に関与するかを調べた。本年度の成果は以下の通りである。(1) 野生型クラミドモナスをガラスピペットに保持し、繊毛根本を微小ガラス棒でたたき機械刺激を与えると、繊毛の打ち方が前進型から後退型に変換した。外液のカルシウムイオン非存在下とTRP11ノックアウト株ではこの反応は起こらなかった。(2) 細胞にVoltexにより振動を与えると野生株では繊毛打頻度が高くなるが、TRP11ノックアウト株では高くならなかった。(3) 細胞懸濁液をホモジナイザーにかけて剪断力を与えると、多くの細胞の繊毛が抜けた。この反応は外液のカルシウム濃度を上げると増強され、TRP11ノックアウト株では起こらなかった。(4) クラミドモナスには、遊泳以外にグライディングという固相表面に繊毛を付着させて滑る運動様式がある。グライディングするときは繊毛の先端に向けて滑る力が発生するが、クラミドモナスの2本の繊毛が180°逆向きに付着しているときは、2本の繊毛が逆向きの力を出しているため、綱引き状態になって細胞は動かない。片方の繊毛で繊毛内カルシウムイオン濃度が高くなるとその繊毛が力を出すのをやめ、力を出している他方の繊毛の方向にグライディングが開始する、というモデルが提唱されている。TRP11ノックアウト株では、2本の繊毛を付着させたままグライディングする細胞はなかったので、TRP11の機械受容によりカルシウム流入が起こると推察される。以上の４つ実験により、繊毛根本にあるTRP11が、さまざまな機械反応を引き起こしていることが明らかになった。

我们调查了TRP11（在纤毛底部表达的TRP通道之一）是否参与衣原体的机械反应。今年的结果如下：（1）当野生型衣原体保持在玻璃移液器上时，用微层杆挖了纤毛根并进行了机械刺激时，将纤毛从正向类型施放至缩回类型。在外部溶液中没有钙离子和TRP11敲除菌株中没有钙离子的情况下，这种反应没有发生。（2）当通过Voltex振荡细胞时，野生菌株中纤毛的频率增加，但在TRP11敲除菌株中却没有增加。（3）当将细胞悬浮液应用于均质器并施加剪切力时，许多细胞会失去纤毛。通过增加外部溶液中的钙浓度来增强该反应，并且在TRP11敲除菌株中没有发生。（4）除游泳外，衣原体还具有称为滑行的运动模式，其中纤毛粘在固相表面并滑行。滑行时，会产生一种向纤毛尖端滑动的力，但是当两个纤毛的衣原体沿180°的逆向附着时，两个纤毛施加了相反的力，导致细胞在拖船中变为战争而不动。已经提出了一个模型，即当钙离子浓度随着一个纤毛而增加时，纤毛停止施加力，滑行始于另一个施加力的纤毛的方向。在TRP11敲除菌株中，没有与附着的两个纤毛一起滑行的细胞，因此估计由于TRP11的机械感受而发生钙涌入。以上四个实验表明，纤毛根部的TRP11引起各种机械反应。