***** seminarMLから情報転載 *****

ノースウェスタン大学の岩崎幸一先生が、線虫を用いてマグネシウムの取り込みを
TRPチャネルが行うという興味深い発見をなさいましたので、そのお話を帰国される機
会にお伺いする機会を設けました。ご参加をお待ちします。事前申込みは必要ありま
せんので直接会場までお越し下さい。

第65回遺伝子実験施設セミナー
日時:平成19年7月30日(月)15:00~16:30
場所:理学部1号館201A講義室
演題:「TRPチャネルとマグネシウム恒常性調節」
   (TRP channels and Magnesium homeostasis)
演者:岩崎 幸一
(Northwestern University Molecular Pharmacology and Biological Chemistry&s_comma;
Assistant Professor) 

マグネシウムは細胞内に最も豊富に存在するイオンの一つで、ATP合成を含む、体内の
300種類以上の酵素反応に関係している。現代の食事では、マグネシウムが不足しがち
になるが、マグネシウム不足が続くと、心筋のけいれん性収縮や神経過敏症異常な不
安感や興奮、さらには抑うつ症、妄想、錯乱などを引き起こす。このような人の健康
に重要であるにもかかわらず、細胞内マグネシウム濃度の恒常性を保つ機構について
は、明らかにされていない点が多い。これまでは、マグネシウムの細胞内取り込み
は、トランスポーター分子によるものと考えられていた。その根拠としては、原核生
物でマグネシウム・トランスポーターが見つかっていること、真核生物でもNa+/Mg++
アンチポーターが見つかっていることなどによる推測にすぎず、トランスポーター分
子そのものは未発見であった。私たちは、線虫の実験系を用い、腸管でのマグネシウ
ムの取り込みを調べた。TRPイオンチャネルであるGTL-1とGON-2の欠損個体では、通常
の生育条件では、まったく成長をしないが、過剰なマグネシウムを培地に加えると成
長をはじめることを発見した。電気生理学的解析では、腸管細胞でみられる外向き整
流性電流にGON-2 TRPチャネルが必要である、一方、GTL-1 TRPチャネルは、この外
向き整流性電流のマグネシウムによる負のフィードバック調節にかかわることが明ら
かになった。私たちの実験結果は、マグネシウム取り込みは従来考えられていたよう
にマグネシウム・トランスポーターによるものでなく、まったくの別分子であるTRPチ
ャネルによって行われていることを示すものである。脊椎動物でもTRPチャネルがマグ
ネシウムの取り込みに関係していることが明らかになる中、私たちの線虫の実験系
は、人の低マグネシウム血症の病態モデルとして有効である。

Magnesium (Mg++) is one of the most abundant cations in the human body and
is involved in more than 300 enzymatic systems&s_comma; including adenosine
triphosphate (ATP) metabolism. Mg++ deficiency causes a variety of
symptoms&s_comma; including impaired memory&s_comma; cardiac rhythm disturbances&s_comma; and
seizures. In spite of the biological and clinical importance of the Mg++
ion&s_comma; little is known about the mechanism of its homeostatic regulation. It
has been speculated that Mg++ uptake in eukaryotic cells is mainly mediated
by transporters. This is partly because Mg++ transporters have been cloned
in prokaryotic cells and partly because the antiporter that extrudes Mg++
in exchange for extracellular Na+ was identified in vertebrate cells.
However&s_comma; no firm evidence has been provided supporting the importance of
transporters in eukaryotic Mg++ homeostasis.
We have investigated intestinal Mg++ homeostasis using the model organism
C. elegans&s_comma; and have discovered that the TRPM channels&s_comma; GTL-1 and GON-2&s_comma;
play key roles in Mg++ homeostasis. The gon-2;gtl-1-double mutants show
growth defects under low Mg++ conditions&s_comma; and these defects can be largely
rescued by dietary supplementation with excess Mg++. Our
electrophysiological data show that the large outwardly-rectifying current
characteristic of wild type intestinal cells is mainly due to the activity
of the GON-2 channel&s_comma; and that GON-2 and GTL-1 play different roles in the
Mg++ sensitivity of current generation. Two TRPM channels with different
degrees of Mg++ responsiveness regulate appropriate intestinal electrolyte
homeostasis. We propose that this type of differential regulation of
intestinal electrolyte absorption ensures a constant supply of electrolytes
through GTL-1&s_comma; while occasional bursts of GON-2 activity allow rapid return
to normal electrolyte concentrations following physiological perturbations.





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