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A01　 応答ゾーン、連携ゾーンの解析

神経伝達の場を提供するミトコンドリアー細胞膜連携ゾーンの機能および形成原理の理解

樽野陽幸
京都府立医科大学　大学院医学研究科　細胞生理学

研究概要

“チャネルシナプス”は我々が味蕾細胞で発見した、電位依存性イオンチャネルを通して神経伝達物質が直接放出される全く新しい化学シナプス様式である。チャネルシナプスの“プレ”シナプス側では、大きなミトコンドリアと神経伝達物質放出チャネルであるCalcium homeostasis modulator 1/3（CALHM1/3）が局在する細胞膜がおよそ30 nmの均一な間隔で近接接合する（図）。このミトコンドリアと細胞膜が接する部分のことをミトコンドリア−細胞膜連携ゾーンと呼ぶ。神経伝達の場を提供するミトコンドリア−細胞膜連携ゾーンだが、これはミトコンドリアと細胞膜という極めて特殊なオルガネラ連携を介してイオンチャネルが神経伝達物質放出経路を担う、という異例づくしのオルガネラゾーンと言える。本研究では、その形成原理や機能的特質、さらにその生理学的意義の解明に取り組むことで、神経伝達機構の新しい研究領域の開拓を目指す。

代表的な原著論文

  1. Nomura, K.#, Nakanishi, M., Ishidate, F., Iwata, K., and Taruno, A.#,* (2020) All-electrical Ca2+-independent signal transduction mediates attractive sodium taste in taste buds. Neuron (in press) (*Corresponding author; #Contributed equally)

  2. Kashio, M., Wei-Qi, G., Ohsaki, Y., Kido, M. A., and Taruno, A.* (2019) CALHM1/CALHM3 channel is intrinsically sorted to the basolateral membrane of epithelial cells including taste cells. Sci Rep 9, 2681 (*Corresponding author)

  3. Ma, Z.#, Taruno, A.#, Ohmoto, M., Jyotaki, M., Lim, J. C., Miyazaki, H., Niisato, N., Marunaka, Y., Lee, R. J., Hoff, H., Payne, R., Demuro, A., Parker, I., Mitchell, C. H., Henao-Mejia, J., Tanis, J. E., Matsumoto, I., Tordoff, M. G., and Foskett, J. K. (2018) CALHM3 is essential for rapid ion channel-mediated purinergic neurotransmission of GPCR-mediated tastes. Neuron 98, 547-561 e510 (#Contributed equally)

  4. Taruno, A.*, Sun, H., Nakajo, K., Murakami, T., Ohsaki, Y., Kido, M. A., Ono, F., and Marunaka, Y. (2017) Post-translational palmitoylation controls the voltage gating and lipid raft association of the CALHM1 channel. J Physiol 595, 6121-6145 (*Corresponding author)

  5. Taruno, A., Vingtdeux, V., Ohmoto, M., Ma, Z., Dvoryanchikov, G., Li, A., Adrien, L., Zhao, H., Leung, S., Abernethy, M., Koppel, J., Davies, P., Civan, M. M., Chaudhari, N., Matsumoto, I., Hellekant, G., Tordoff, M. G., Marambaud, P., and Foskett, J. K. (2013) CALHM1 ion channel mediates purinergic neurotransmission of sweet, bitter and umami tastes. Nature 495, 223-226

 

総説

  1. Taruno, A.* (2018) ATP release channels. Int J Mol Sci 19 (*Corresponding author)

  2. Ma, Z., Tanis, J. E., Taruno, A., and Foskett, J. K. (2016) Calcium homeostasis modulator (CALHM) ion channels. Pflugers Arch 468, 395-403

  3. Taruno, A.*, Matsumoto, I., Ma, Z., Marambaud, P., and Foskett, J. K. (2013) How do taste cells lacking synapses mediate neurotransmission? CALHM1, a voltage-gated ATP channel. Bioessays 35, 1111-1118 (*Corresponding author)