アクアポリンは何のためにあるのか

アクアポリン(AQP)の主な機能は、浸透圧または透水性を高めることによって膜を通過する水の流量を増やすことだと一般に考えられています。 さらに、これは生理学的に重要な他の小さな溶質にも適用される。 この「単純浸透圧仮説」(SPH)は、動物の上皮液輸送、植物の蒸散・成長・ストレスに伴う水交換、微生物の浸透圧調節などに顕著に適用されている。 我々はまず、このような透過性増大の必要性を分析し、細胞レベル、サブセルラーレベル、組織レベルの様々な状況において、SPHではAQPの存在を十分に説明できないことを結論づけた。 この分析には、AQPの遺伝的除去や減少(ノックアウト、アンチセンストランスジェニック、ヌル変異体)の効果の検証も含まれている。 これらは、効果がないか、説明が難しい部分的な効果であり、AQPが検討中のプロセスに関与していることを示す以上に、仮説を支持するものではないことを論じている。 我々は、AQPがどこにでも存在することから、重要な機能を有しているはずだと考え、それが浸透圧や凝集圧の勾配の検出であることを示唆した。 AQPがセンサーとしてどのように機能するかについて、モノマー構造と膜内のAQPの4量体配置の変化という観点から、そのメカニズムモデルを提案する。 センサーは細胞内でシグナルを発し、おそらくフィードバックループの一部として、様々なプロセスを制御する。 最後に、センサーとしてのAQPがどのように動物、植物、微生物の細胞に役立つかを検討し、このセンサー仮説が、AQPがすでに関与している多くの基本的なプロセスを説明できることを示す。 アクアポリンは機能を求める分子であり、浸透圧センサーと凝集力センサーは分子を求める機能である。

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