ATPは生体のエネルギー通貨として、生物のエネルギー代謝の要になる最も重要な生体分子の一つですが、もう一つの顔として、シグナル伝達物質としての働 きがあります。たとえば、細胞の自殺であるアポトーシスが起こると、細胞内のATP量が急速に減少します。その原因の一端が、ATPを細胞外に放出する ATPチャンネルによって担われています。このATPチャンネルは普段は閉じていますが、アポトーシスが起こるとATPを通すようになります。細胞外に放 出された ATPは、シグナル物質としてマクロファージを引き寄せ、アポトーシス細胞の貪食が促進されます。この時、ATPを感知する ATP受容体が関与するといわれています。ATP受容体の役割は多岐に渡り、損傷した細胞から放出されるATPは、他の細胞の分裂を促進しますが、そのた め、手術後の血管狭窄を誘引するといわれています。また、線虫では、ATP合成活性が阻害されると寿命が伸長することが報告されており、ATP濃度変化と 老化との関連が示唆されています。
ATPシステム学
ミトコンドリアで作られたATPは, V-ATPase を初めとする ATP分解酵素によって様々な吸エネルゴン反応を進めることに使われます。細胞内のATPは一定のレベルに保たれていますが、アポトーシスなどの重大なイ ベントが細胞に起こると、ATPチャンネルが開き、このことで細胞内のATPレベルは急速に低下します。細胞外に放出されたATPおよびその代謝産物は、ATP受容体に感知され、様々な生理現象が引き起こされます。私達は、細胞内でのATPの動態をシステムと捉え、これ に関わる分子レベル、個体レベルの事象の解明を目的とした学問領域を、 ATPシステム学と定義しました。
（注）ATPシステムという言葉は、2002年に開始された JST の YOSHIDA ERATO project で最初に使われました。私もこのproject に参加し、ATP合成に関するタンパク質の研究に携わっていました。このproject は、主にATPを作る仕組みの解明に特化していましたが、我々は ATP動態に関する事 象全般をATPシステムとして捉えています。
細胞内のATP動態に関わるタンパク質の構 造・機能を明らかにする
私達は、ATP動態に関わる膜タンパク質の構造・機能を、クライオ電顕による構造生物学および１分子観察による分子機能解析 により明らかにしていきます。ATPを作ることに加え、使う、通す、感じる、膜タンパク質が研究対象になります。
