生物学
2026.11.11
細胞間コミュニケーションを担うチャネルの形成機構を解明～マラリア媒介能や昆虫の免疫応答を制御する新たな研究の道筋に～
・マラリア媒介蚊の細胞同士をつなぐチャネルの「完成形」を決める新たな仕組みを発見。
・チャネルタンパク質のN末端注1)部分が組み立てと機能獲得の制御に関わることを解明。
・チャネル内部の脂質を可視化し、新しい機能制御機構の可能性を提示。
名古屋大学細胞生理学研究センター・大学院創薬科学研究科の大嶋 篤典 教授、渡邉 正勝 准教授、川口 翔大 博士後期課程学生、中野 貴仁 理学部学生の研究グループは、東京科学大学との共同研究により、マラリア媒介蚊として知られるハマダラカの細胞間コミュニケーションを担うギャップ結合タンパク質AGAP001487の立体構造を原子レベルで解明しました。このタンパク質では、N末端のアミノ酸の種類そのものよりも、N末端の長さと構造が保たれることがチャネル機能に重要であり、機能的な7量体チャネル形成に必要であることを明らかにしました。
ギャップ結合チャネル注2)は細胞同士を直接つなぎ、イオンや低分子のやり取りを担う膜タンパク質です。しかし、その組み立て過程がどのように制御されるのかはほとんど分かっていませんでした。本研究では、ハマダラカ由来イネキシン注3)AGAP001487が七つのサブユニット注4)から成るチャネルを形成することを発見するとともに、N末端同士が作る水素結合リングが機能的なチャネル構造の形成に重要であることを明らかにしました。さらに、N末端欠失変異体では構造の対称性が失われ、チャネル通路内の脂質の局在も変化することを見いだしました。本研究は、細胞間結合チャネルの組み立てと機能獲得を結び付ける新たな分子機構を提唱するものであり、将来的にハマダラカのマラリア媒介能力を制御する新たな研究展開につながることが期待されます。
本研究成果は、2026年11月10日付で米国科学アカデミー紀要「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（PNAS）」に掲載されました。
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注1）N末端（エヌまったん）:
タンパク質を構成するアミノ酸鎖の先端部分。本研究では、このN末端同士が相互作用してリング状構造を形成し、チャネル全体の形を安定化することが明らかになった。また、AGAP001487ではN末端の長さや構造が保たれないと、チャネルの正常な機能が損なわれることが示された。
注2）ギャップ結合チャネル:
隣り合う細胞同士を直接つなぐ膜タンパク質から成るチャネル。イオンや小さな分子を細胞間でやり取りすることで、神経活動、発生、免疫応答など様々な生命現象を制御している。脊椎動物ではコネキシン、昆虫や線虫などの無脊椎動物ではイネキシンが形成する。
注3）イネキシン:
昆虫や線虫などの無脊椎動物に存在するギャップ結合チャネル形成タンパク質。複数のイネキシン分子（サブユニット）が集合して環状構造を形成し、細胞間をつなぐチャネルとして働く。本研究で解析したAGAP001487もイネキシンの一種である。
注4）サブユニット:
タンパク質複合体を構成する個々のタンパク質分子。本研究で解析したAGAP001487チャネルは7つのサブユニットが環状に集合して形成される。それぞれのタンパク質分子をサブユニットと呼ぶ。
雑誌名：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
論文タイトル：N-terminal integrity governs heptamer assembly and maturation in a mosquito innexin hemichannel
著者：Shota Kawaguchi1, Takahito Nakano2, Hidemi Hirano3, Masakatsu Watanabe1,3,4, Shota Suzuki5, Kouki Nishikawa6, Yoshinori Fujiyoshi5 and Atsunori Oshima1,3,4,7,8
1 名古屋大学大学院創薬科学研究科
2 名古屋大学理学部生命理学科
3 名古屋大学細胞生理学研究センター
4 名古屋大学One Medicine創薬シーズ開発・育成研究教育拠点
5 東京科学大学総合研究院
6 東京農工大学
7 名古屋大学糖鎖生命コア研究所
8 名古屋大学未来社会創造機構 量子化学イノベーション研究所
DOI: 10.1073/pnas.2627957123
URL: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2627957123
細胞生理学研究センター/大学院創薬学研究科 大嶋 篤典 教授, 主著者:大学院創薬科学研究科 川口 翔大（博士後期課程学生）
http://www.cespi.nagoya-u.ac.jp
