カルシウムイオンチャネル「IP3レセプター」の開口メカニズムを解明
－蛍光共鳴エネルギー移動を利用して、IP3レセプターの構造変化を可視化－
報道発表資料
私たちの身体の骨格を構成する元素として知られているカルシウムは、細胞内の情報伝達物質としても重要な働きをしています。細胞は、細胞外から刺激を受けると、細胞質に浮かぶ小胞体の中に蓄えていたカルシウムイオン（Ca2+）を、細胞内（細胞質中）に放出して濃度を一過的に増加させます。Ca2+の濃度変化は、神経の興奮、筋収縮、分泌、受精、免疫応答、細胞の運動、細胞死など多岐な生命現象を引き起こしています。このCa2+の放出のときにコックの役目をするのがイノシトール三リン酸（IP3）レセプターです。これまでこのレセプターは、刺激によって産生したIP3と結合しCa2+の放出を引き起こすことが分かっていましたが、このコックの開口メカニズムは謎のままでした。
脳科学総合研究センター発生神経生物研究チームらは、青色と黄色の蛍光タンパク質を融合したIP3レセプターを作製し、このレセプターの構造変化を蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）を利用して光学的に検出する手法を確立しました。FRET効率を詳細に解析した結果、IP3レセプターの開口と不活性メカニズムは独立しており、さらに、一方へ進むと他方への移行が妨げられるという排他的関係にあることを見いだしました。これは、通常のイオンチャンネルで見られるような、チャンネルが一度開口してから不活性化状態に移行するというメカニズムとは全く異なる分子機構です。
今後、細胞外刺激からの情報が細胞質Ca2+濃度の時空間変動によって符号化される仕組みなどの情報伝達メカニズムの解明だけでなく、Ca2+調節異常によって引き起こされることが分かってきたストレス起因の神経変性症などに対する治療薬開発に大きく貢献すると期待できます。
独立行政法人理化学研究所
脳科学総合研究センター 分子神経形成研究チーム
副チームリーダー 道川 貴章（みちかわ たかゆき）
Tel: 048-467-5906 / Fax: 048-467-6079
脳科学総合研究センター 疾患メカニズムコア 発生神経生物研究チーム
チームリーダー 御子柴 克彦（みこしば かつひこ）
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