脳細胞の郵便局: ゴルジ体を活性化する重要なイオンチャネルが明らかに(Post Office in Brain Cells: Key Ion Channel that Activates Golgi Apparatus Revealed)

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2024-07-24 韓国基礎科学研究院(IBS)

基礎科学研究所(IBS)のリー・ジャスティン博士とキム・ホミン博士のチームは、ゴルジ体の形状と機能を維持する重要なイオンチャネルの運用メカニズムを解明しました。このイオンチャネル、GolpHCatは、脳細胞内のゴルジ体の酸性度を調節し、その損傷が認知障害に関連することが明らかになりました。研究では、GolpHCatが電圧依存性のチャネルであり、ゴルジ体内の電圧と酸性度を維持する役割を果たすことが示されました。GolpHCat欠損マウスでは、ゴルジ体の構造異常とタンパク質の糖鎖付加機能の障害が見られ、学習と記憶が低下しました。この発見は、認知障害の新たな治療法の開発に貢献する可能性があります。研究結果は「Nature Communications」誌に掲載されました。

<関連情報>

ゴルジ体に存在するユニークな電位依存性カチオンチャネルGolpHCat(TMEM87A)がゴルジ体pHの維持と海馬依存性記憶に寄与 GolpHCat (TMEM87A), a unique voltage-dependent cation channel in Golgi apparatus, contributes to Golgi-pH maintenance and hippocampus-dependent memory

Hyunji Kang,Ah-reum Han,Aihua Zhang,Heejin Jeong,Wuhyun Koh,Jung Moo Lee,Hayeon Lee,Hee Young Jo,Miguel A. Maria-Solano,Mridula Bhalla,Jea Kwon,Woo Suk Roh,Jimin Yang,Hyun Joo An,Sun Choi,Ho Min Kim & C. Justin Lee
Nature Communications  Published:11 July 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-49297-8

脳細胞の郵便局: ゴルジ体を活性化する重要なイオンチャネルが明らかに(Post Office in Brain Cells: Key Ion Channel that Activates Golgi Apparatus Revealed)

Abstract

Impaired ion channels regulating Golgi pH lead to structural alterations in the Golgi apparatus, such as fragmentation, which is found, along with cognitive impairment, in Alzheimer’s disease. However, the causal relationship between altered Golgi structure and cognitive impairment remains elusive due to the lack of understanding of ion channels in the Golgi apparatus of brain cells. Here, we identify that a transmembrane protein TMEM87A, renamed Golgi-pH-regulating cation channel (GolpHCat), expressed in astrocytes and neurons that contributes to hippocampus-dependent memory. We find that GolpHCat displays unique voltage-dependent currents, which is potently inhibited by gluconate. Additionally, we gain structural insights into the ion conduction through GolpHCat at the molecular level by determining three high-resolution cryogenic-electron microscopy structures of human GolpHCat. GolpHCat-knockout mice show fragmented Golgi morphology and altered protein glycosylation and functions in the hippocampus, leading to impaired spatial memory. These findings suggest a molecular target for Golgi-related diseases and cognitive impairment.

医療・健康
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