Mgイオンはエネルギー代謝を制御する新規な細胞内情報伝達物質か？
【研究分野】生命・健康・医療情報学
【研究キーワード】
生体生命情報学 / シグナル伝達 / 神経科学 / 細胞・組織 / 神経化学
【研究成果の概要】
神経細胞内マグネシウム（Mg）イオン動態をイメージングにより網羅的かつ定量的に調べ、細胞内情報伝達物質としてのMgイオンの新規な役割を明らかにした。培養初期の神経細胞について研究を進めたところ、抑制性神経伝達物質であるGABAの神経回路成熟への関与を明らかにできた。このGABAの効果は細胞内Mgイオンの動員を介していた。特にこれまで明らかにされていなかったMgイオンのシグナル伝達下流で、細胞内シグナル分子であるERKの活性を抑制、CREBの活性を促進、mTORの活性を促進した。特にmTORシグナルに関しては、Mgイオンは活性のオン・オフを切り替えるスイッチの役割を担っていることを示した。
【研究の社会的意義】
Mgイオンはその重要性については広く理解されていたものの、具体的な役割については未知の点が多かった。今回の研究では、Mgイオンの細胞内動員は同じ２価の陽イオンであるCaとは大きく異なることを明らかにするとともに、これまで不明であったMgイオン下流の情報伝達過程について明らかにすることに成功した。特に主要なシグナル経路であるERK、CREB、mTORのリン酸化過程をMg動員が異なる仕方で制御していることを明らかにした。これらの結果はMgイオンの生理的な役割の理解を深めるとともに、様々な細胞レベルでの疾患や病態を理解する一助になるものと期待される。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| チッテリオ ダニエル | 慶應義塾大学 | 理工学部(矢上) | 教授 | (Kakenデータベース) |
| 舟橋 啓 | 慶應義塾大学 | 理工学部(矢上) | 准教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究協力者】 |
| 有村 勇輝 | |
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【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】39,520千円 (直接経費: 30,400千円、間接経費: 9,120千円)