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タイトルSensory specializations drive octopus and squid behaviour.
ジャーナル・号・ページNature, Vol. 616, Issue 7956, Page 378-383, Year 2023
掲載日2023年4月12日
著者Guipeun Kang / Corey A H Allard / Wendy A Valencia-Montoya / Lena van Giesen / Jeong Joo Kim / Peter B Kilian / Xiaochen Bai / Nicholas W Bellono / Ryan E Hibbs /
PubMed 要旨The evolution of new traits enables expansion into new ecological and behavioural niches. Nonetheless, demonstrated connections between divergence in protein structure, function and lineage-specific ...The evolution of new traits enables expansion into new ecological and behavioural niches. Nonetheless, demonstrated connections between divergence in protein structure, function and lineage-specific behaviours remain rare. Here we show that both octopus and squid use cephalopod-specific chemotactile receptors (CRs) to sense their respective marine environments, but structural adaptations in these receptors support the sensation of specific molecules suited to distinct physiological roles. We find that squid express ancient CRs that more closely resemble related nicotinic acetylcholine receptors, whereas octopuses exhibit a more recent expansion in CRs consistent with their elaborated 'taste by touch' sensory system. Using a combination of genetic profiling, physiology and behavioural analyses, we identify the founding member of squid CRs that detects soluble bitter molecules that are relevant in ambush predation. We present the cryo-electron microscopy structure of a squid CR and compare this with octopus CRs and nicotinic receptors. These analyses demonstrate an evolutionary transition from an ancestral aromatic 'cage' that coordinates soluble neurotransmitters or tastants to a more recent octopus CR hydrophobic binding pocket that traps insoluble molecules to mediate contact-dependent chemosensation. Thus, our study provides a foundation for understanding how adaptation of protein structure drives the diversification of organismal traits and behaviour.
リンクNature / PubMed:37045917 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.62 - 3.13 Å
構造データ

28163

8eis

EMDB-28163: Cryo-EM map of octopus sensory receptor CRT1
PDB-8eis: Cryo-EM structure of octopus sensory receptor CRT1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.62 Å

28167

8eiz

EMDB-28167: Cryo-EM map of squid sensory receptor CRB1
PDB-8eiz: Cryo-EM structure of squid sensory receptor CRB1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.13 Å

化合物

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

ChemComp-DU0:
2-[2-[(1~{S},2~{S},4~{S},5'~{R},6~{R},7~{S},8~{R},9~{S},12~{S},13~{R},16~{S})-5',7,9,13-tetramethylspiro[5-oxapentacyclo[10.8.0.0^{2,9}.0^{4,8}.0^{13,18}]icos-18-ene-6,2'-oxane]-16-yl]oxyethyl]propane-1,3-diol

ChemComp-WK3:
N-benzyl-2-(2,6-dimethylanilino)-N,N-diethyl-2-oxoethan-1-aminium / デナトニウム

ChemComp-HOH:
WATER

由来
  • octopus bimaculoides (無脊椎動物)
  • sepioloidea lineolata (無脊椎動物)
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN / pentameric ligand gated ion channel / octopus sensory receptor / cys-loop receptor / squid sensory receptor

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbjlvh1.pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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