2014/4/18

細胞間の"すきま"を密着させて制御する分子の構造をはじめて解明

~ 小さな小さなクローディン構造解析 ~

発表者

  • 名古屋大学細胞生理学研究センター
  • 東京大学理学系研究科
  • 大阪大学生命機能研究科・医学系研究科
  • 独立行政法人理化学研究所
  • 名古屋大学創薬科学研究科

概要

我々の身体は、上皮細胞が体表面や器官表面をシート状に覆う事により内と外を分け隔てることで内部の恒常性を保っています。上皮細胞シートにおいて、隣り合う細胞同士は密に接していますが、タイトジャンクション(TJs)と呼ばれる細胞間接着構造体がベルト状に細胞外周を取り囲むことで細胞間を密着させています(一例として、小腸のTJsの電子顕微鏡像と、TJsの模式図を参照)。このTJsの中心となっている分子は、月田承一郎らにより発見された「クローディン」と呼ばれる膜タンパク質です。しかしながら、この分子がどのような構造をとってTJsを形成しているのかは、発見以来の謎でした。

今回、名古屋大学細胞生理学研究センター(CeSPI)・大学院創薬科学研究科の藤吉 好則 特任教授、東京大学大学院理学系研究科の 濡木 理 教授、大阪大学大学院生命機能研究科・医学系研究科の 月田 早智子 教授らの共同研究グループは、クローディン-15の構造を原子分解能で解明することに成功しました。この構造解析により、クローディンが細胞外に掌を向けたような構造を形成しており、その掌が負電荷の表面を形成することで、正のイオンを選択的に透過しうることが理解されました。さらに、この分子が脂質膜中で数珠つなぎに並んだ構造を形成することが明らかになり、パラセルラーの(細胞間隙を通る)イオン透過経路も予想する事ができました。

今回明らかになった構造は、体表面や器官表面などをシールして多細胞の生命体の構築に重要な基本構造であり、この分子が関わる病気の理解と共に、細胞間隙を経由した新規ドラッグデリバリー法の開発などが期待されます。

詳細について 名古屋大学 のホームページをご覧ください。