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。

我们研究了 TRP11（纤毛基部表达的 TRP 通道）是否参与衣藻的机械响应。今年的结果如下。 (1)当将野生型衣藻放在玻璃移液管中并通过用显微玻璃棒敲击纤毛根部施加机械刺激时，纤毛的跳动模式从向前变为后缩。在没有外部钙离子的情况下或在 TRP11 敲除菌株中，该反应不会发生。 (2)当细胞受到Voltex振动时，野生型细胞系中纤毛跳动频率增加，但TRP11敲除细胞系中纤毛跳动频率没有增加。 (3)当使用匀浆器对细胞悬液施加剪切力时，许多细胞的纤毛被去除。这种反应通过增加外部液体的钙浓度而增强，并且在 TRP11 敲除菌株中没有发生。 (4) 除了游泳之外，衣藻还有一种称为滑行的运动方式，即通过将纤毛附着在固体表面上来滑动。滑动时，会产生朝向纤毛尖端的滑动力，但当衣藻的两个纤毛以相反方向180度附着时，两个纤毛会向相反方向施加力，细胞就会陷入拉力状态。 - 战争，不要动。已经提出了一种模型，其中当一个纤毛中的纤毛内钙离子浓度增加时，该纤毛停止施加力并开始沿施加力的另一纤毛的方向滑动。在 TRP11 敲除菌株中，没有细胞在附着两个纤毛的情况下滑动，这表明钙流入是由于 TRP11 机械感受而发生的。上述四个实验表明，位于纤毛基部的TRP11会引起各种机械反应。