特定領域

文部科学省科学研究費補助金特定領域研究
領域名「生体膜トランスポートソームの分子構築と生理機能」
領域略称「膜輸送複合体」
研究期間 平成17年度-21年度


 本特定領域研究は、生体恒常性の基本である生体膜物質輸送の研究を発展させ、激変する生活環境における恒常性と適応の生物学的基盤を明らかにすることを目指しています。そのためには、イオンチャネル、トランスポーター、ポンプ等の輸送分子の個々の働きの理解のみでは不十分であり、複数の輸送分子がその調節分子とともに集積して形成する分子複合体を解明する必要があります。本領域は、この膜輸送複合体(「トランスポートソーム」)を生体膜物質輸送の機能単位として捉え、その成り立ちと複合体としての機能、生体膜との相互作用、生体機能・病態との関わりを解明することを目的としています。このような新しい概念による生体膜物質輸送研究により、生理学・基礎生物学の新たなフロンティアが開拓されるとともに、臨床医学・創薬科学等の実用面においても重要な基盤となる成果が生み出されるものと期待されます。

図:生体膜トランスポートソーム

●文部科学省科学研究費補助金特定領域研究

 生体膜物質輸送は生体恒常性の基本ですが、それを担う輸送分子(イオンチャネル、トランスポーター、ポンプ)の研究は、個々の輸送現象の計測から始まり、分子実体の解明に到達したものの、近年では個々の分子の機能のみからでは説明できない多くの難問に遭遇しています。生体膜物質輸送の研究を発展させ、恒常性と環境適応の生物学的基盤を解明するために、本領域は、複数の輸送分子がその調節分子とともに集積して形成する分子複合体「トランスポートソーム」を生体膜物質輸送の機能単位として捉え、その成り立ちと機能、生体膜との相互作用、生理機能・病態との関わりを明らかにすることを目的とします。

●特定領域研究の内容

 トランスポートソームの実体とその生理機能の解明のために、本特定領域研究では以下の三つの方向からのアプローチを行います。

(1)トランスポートソームの構成と機能に関する研究。個々のトランスポートソームの分子構築と機能を解析することにより、構成分子、空間的広がり、その形成に関わる分子間相互作用ネットワークを明らかにし、トランスポートソームの実体の解明を目指します (A01)。

(2)トランスポートソームと生体膜の相互作用に関する研究。トランスポートソームは、生体膜上の適切な位置に配置されることが必要であり、またその機能は作動環境に大きく影響されます。そのため、トランスポートソームと細胞膜や細胞骨格との相互作用を解析し、トランスポートソームの機能における「場」の役割を解明します (A02)。

(3)トランスポートソームの生理機能とその破綻による病態に関する研究。トランスポートソームの機能と局在の調節、シグナル系とのクロストーク、及び細胞、組織、個体における生理機能とその破綻により生じる病態との関わりを解明し、輸送分子が単独で存在するのでなく、トランスポートソームの中に分子複合体の一員として組み込まれて存在することの意義を明らかにします (A03)。

 本特定領域研究は、以上の三つのアプローチにより、トランスポートソームの分子構築、生体膜との相互作用、および生理機能とその破綻による病態を明らかにし、「分子」と「生体」を結ぶ新たな階層としてトランスポートソームを位置付けます。

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