研究内容
概要
生体の電気信号の研究は、古くは、ガルバニやボルタの「電気」の概念の確立の研究に始まり（日本では平賀源内のエレキテル）、「生物らしさ」のひとつとして連綿たる研究がされてきました。２０世紀初頭には、末梢神経を用いた研究により神経信号が活動電位と呼ぶ、デジタル的な細胞膜の膜電位変化として起こっていることが発見され、更に、ホジキンとハックスレーによる、イオン流入経路と電位センサーをあわせもつ「イオンチャネル」の概念の確立を経て、生体の電気信号の分子実体へ迫る研究が行われてきました。
膜電位変化を介する電気的な信号形成は、脳や神経、筋の仕組みでもっともよく知られてきましたが、2005年、2006年に我々が相次いで報告した新たな分子は、神経や筋で機能する従来研究されてきた電位依存性イオンチャネルと、共通の電位センサードメイン構造を持ちながら、仕組みと構造が異なっており、精子や血球細胞などでの膜電位シグナル伝達に関わると考えられます。
現在、これらの分子の構造と機能、個体レベルでの生理的役割を明らかにするため、分子生物学、ノックアウトマウス、電気生理学、イメージング、構造生物学などのアプローチにより研究を行っています。
現在の研究内容
私たちは主に以下の7つの分野に関する研究を行っています。
1.電位センサーの動作原理
2.ホスファターゼの動作原理
3.血液細胞における電位依存性プロトンチャネルの役割
4.膜電位の可視化にむけた分子ツール開発
5.生命現象における、新たな膜電位変化の役割の解明
6.人工網膜を中心とした視覚機能回復の基礎的研究（三好智満）
これまでの成果
電位依存性ホスファターゼVSPの基本的な分子特性として、膜の脱分極により、PI(4,5)P2というイノシトールリン脂質からリン酸をはずして、別の分子に変換することを明らかにしました。また、電位依存性プロトンチャネルVSOPの分子特性と生理機能を明らかにしてきました。VSOPのノックアウトマウスでは、好中球での活性酸素産生や、細胞の運動性に異常が生じることがわかってきました。
電位依存性プロトンチャネルの結晶構造に関する研究 (2014/3/3)
電位依存性プロトンチャネルの温度感受性に関する研究 (2012/5/8)
イオンチャネル分子と脊椎動物の進化に関する成果 (2011/1/24)
用語解説
膜電位
膜電位は、すべての細胞に存在する物理化学現象で、ミトコンドリアでのエネルギー産生や、神経伝達や細胞間ギャップ結合などを介する信号伝達に使われています
電位センサー
細胞膜電位差を感知する特殊な蛋白構造である電位センサーは、これまで神経や筋の電気的信 号においてのみ使われていると考えられてきました
