【紹介文献】
Receptor-associated independent cAMP nanodomains mediate spatiotemporal specificity of GPCR signaling.
Anton et al., 2022, Cell, 185 (7): 1130-1142.
【発表概要】
ひとつの細胞は多い場合には100以上のGPCRを発現し、その半分以上はcAMPを2ndメッセンジャーシグナルとして使用する。しかしながら、細胞質内に拡散可能なcAMPシグナルだけで細胞がどのように多様な細胞外からの刺激を区別しているのかは、よく分かっていない。本報告では、解像度の高いcAMPセンサーを利用し、単一のGPCRからのcAMP拡散は活性化したGPCRの近辺に限局し（Receptor-associated independent cAMP nanodomains: RAINs）、低濃度リガンド刺激下ではひとつの活性化GPCRで産生されたcAMPは他のGPCRのRAINに到達できないことを示した。すなわち、単一細胞におけるcAMPシグナリングは単なるon/offスイッチでなく、 個々のRAINを介した局所シグナリングにより1000を超える同時機能調節を担い得る。cAMPの空間的制約の破綻は様々な疾患と関連することが報告されていることから、RAINシグナリングの調節が治療ターゲットとなる可能性も考えられる。
【Summary】
Single cell can express up to 100 different GPCRs, and more than half of the GPCRs utilize cAMP as 2nd messenger signal. However, it is largely unknown how cells distinguish between signals triggered by different GPCRs to orchestrate their complex functions via a freely diffusible cAMP. This report demonstrated that cAMP from individual activated GPCRs are spatially restricted (receptor-associated independent cAMP nanodomains: RAINs), which are protected from cAMP originating from other receptors and cell compartments under low dose ligand stimuli. The coexistence of many such RAINs allows a single cell to operate thousands of independent cellular signals simultaneously, rather than function as a simple “on/off” switch. Since a disruption of localized cAMP signaling has been reported to be associated with various diseases, modulation of individual RAIN signaling may hold therapeutic potential.
(2022.4.21 Shonan iPark Science Cafe 112nd)
発表資料：
