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記事ID : 43014
研究用

2021年ノーベル医学・生理学賞に関連した商品をご紹介します。 Alomone Labs社(ALO社)「温度と触覚の受容体の発見」:感覚生物学分野でのノーベル賞受賞

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Ardem Patapoutian氏とDavid Julius氏は、我々の体の細胞が温度や触覚を感知する仕組みを明らかにした研究で、2021年のノーベル医学・生理学賞を受賞しました。

圧力の感知

Ardem Patapoutian氏は、カリフォルニア州スクリプス研究所での研究により、Piezo1とPiezo2が、機械的刺激により活性化する (Mechanically Activated: MA) チャネルの必須成分であることを突き止めました(1。この画期的な研究では、圧力に反応して機械的に刺激されるカチオンコンダクタンスが起こるためには、多孔性の膜貫通タンパク質であるPiezo1とPiezo2が必要であることが示されました。
これらのチャネルは、皮膚やその他の器官に存在し、原生動物から脊椎動物まで、さまざまな生物種で同様のタンパク質が発現していることがわかりました。関心が高まったPatapoutian氏らは、これらのタンパク質をさらに詳しく理解しようとしましたが、Piezoタンパク質の巨大さから、X線結晶構造解析やNMR分光法では、Piezoタンパク質の巨大さに対応することができませんでした (例えば、Piezo1は300kDaという巨大なサイズです)。しかしPatapoutian氏と共同研究者たちは、低温電子顕微鏡法により、Piezo1の構造を以前よりも詳細に明らかにすることに成功しました(2
Patapoutian氏の研究は、MAチャネル、機械受容チャネルの研究を爆発的に進めるきっかけとなり、Piezoチャネルの研究だけでも数百の論文が発表されました。

熱の感知

一方、カリフォルニア大学サンフランシスコ校 (UCSF) のDavid Julius氏は、痛みのメカニズムを研究していました。
Julius氏は、カプサイシンを用いました。カプサイシンとは、唐辛子の辛味のもとになる分子で、熱さの感覚や灼熱感を誘発する効果があります。この研究は最終的に、カプサイシンの受容体であるTRPV1の発見に繋がりました。TRPV1は、温度が上昇すると活性化されるため、痛みを伴う熱刺激のトランスデューサーとして働きます(3。TRPV1の知名度が上がり、研究が進むにつれ、Julius氏は生物物理学者のYifan Cheng氏と共同で、低温電子顕微鏡法を用いて、これまでにない詳細なTRPV1の構造を明らかにしました(4
Julius氏の研究は、他の感覚研究の分野にも及びました。ヘビやクモの毒液由来の毒素が体性感覚神経末端を標的として侵害受容神経経路を活性化する仕組みの解明(5 や、電位依存性イオンチャネルと感覚受容体を発現している腸のエンテロクロマフィン細胞が、環境や代謝に関する情報を検出し、腸から神経系に直接情報を伝達する仕組みの解明(6 など、幅広い研究を行いました。

感知の重要性

Patapoutian氏とJulius氏の研究は非常に重要です。というのも、触覚や温度を感じる能力は、ほとんどすべての組織や細胞の機能の基礎となっているからです。熱のような痛みを伴う刺激を回避したり、環境と相互に作用したりする能力は、生物が生き延びるために不可欠なものです。体内では、血圧や気圧の変化、膀胱や腸の容量などの事象を正しく判断し、それに対応することができます。
Patapoutain氏とJulius氏の研究は、これらのプロセスに関する基本的な理解を深めるだけでなく、医療やリハビリテーションの世界にも大きな影響を与えるものです。

研究を支える試薬

David Julius氏の研究室では、長年にわたって様々なAlomone Labs社 (ALO社) の試薬が使用されてきました。この記事ではALO社の商品から、関連したツールをご紹介します。

参考文献
  1. Coste, B. et al. Piezo1 and Piezo2 are essential components of distinct mechanically activated cation channels. Science (80-. ). 330, 55-60 (2010).
  2. Saotome, K. et al. Structure of the mechanically activated ion channel Piezo1. Nature 554, 481-486 (2018).
  3. Caterina, M. J. et al. The capsaicin receptor: A heat-activated ion channel in the pain pathway. Nature 389, 816-824 (1997).
  4. Liao, M., Cao, E., Julius, D. & Cheng, Y. Structure of the TRPV1 ion channel determined by electron cryo-microscopy. Nature 504, 107-112 (2013).
  5. Bohlen, C. J. & Julius, D. Receptor-targeting mechanisms of pain-causing toxins: How ow? Toxicon 60, 254-264 (2012).
  6. Beumer, J. & Clevers, H. How the Gut Feels, Smells, and Talks. Cell 170, 10-11 (2017).

関連した抗体

膜タンパク質のスペシャリストとして、Alomone Labs社はこの分野で最も引用され検証された抗体を持っており、その多くはノックアウトにより検証されています。以下はその例です。
KO validated

品名 メーカー 品番 包装 希望販売価格
Anti TRPV1, Rat (Rabbit) Unlabeled詳細データ ALO ACC-030 25 UL
[0.6 mg/ml]
¥64,000
Anti Piezo1, Rat (Rabbit) 詳細データ ALO APC-087 25 UL
¥64,000
Anti Piezo2, Human (Rabbit) Unlabeled詳細データ ALO APC-090 25 UL
¥64,000

また、ヒトのチャンネルの細胞外領域を特異的に認識する抗TRPV1抗体もございます。生きた細胞上での発現を調べることが可能です。

品名 メーカー 品番 包装 希望販売価格
Anti TRPV1 (extracellular) (Rabbit)  詳細データ ALO ACC-334 25 UL
¥63,000

フローサイトメトリーの研究のために、FITCを結合させた抗体もございます。

品名 メーカー 品番 包装 希望販売価格
Anti TRPV1 (extracellular), Human (Rabbit) Fluorescein Isothiocyanate 詳細データ ALO ACC-334-F 50 UL
¥72,000

関連した毒物と低分子化合物

毒素や低分子化合物は、特定のイオンチャンネルを調節することができる非常に強力なツールです。

  • ProTx-I (品番:STP-400) は、NaV, CaV3.1, KV2.1, TRPA1チャネルをブロックします。
  • Wasabi Receptor Toxin (品番:STW-200) はTRPA1チャネルを活性化させます。
  • SKF 96365 hydrochloride (品番:S-175) はCaV3およびTRPCチャネルを阻害します。
  • カプサイシン (品番:C-125) はTRPV1チャネルを活性化します。
  • GsMTx-4 (品番:STG-100) はNaV1.7, TRPC1, TRPC6, Piezo1 チャネルを阻害します。
品名 メーカー 品番 包装 希望販売価格
ProTx-I, Spider詳細データ ALO STP-400 0.1 MG
¥37,000
Wasabi Receptor Toxin ALO STW-200 0.1 MG
¥78,000
SKF 96365 hydrochloride詳細データ ALO S-175 5 MG
¥21,000
Capsaicin詳細データ ALO C-125 250 MG
¥20,000
GsMTx-4詳細データ ALO STG-100 0.1 MG
¥50,000

商品は「研究用試薬」です。人や動物の医療用・臨床診断用・食品用としては使用しないように、十分ご注意ください。

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