Development of ultrasonic and magnetic field-sensitive receiver molecules and their application to muscle tissue formation promotion technology

• Project Area: Next-generation non-invasive biological deep-tissue manipulation by biomolecular engineering and low physical energy logistics
• Project/Area Number: 20H05758
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (III)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Inoue Keiichi 東京大学, 物性研究所, 准教授 (90467001)
• Project Period (FY): 2020-10-02 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥38,090,000 (Direct Cost: ¥29,300,000、Indirect Cost: ¥8,790,000); Fiscal Year 2022: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000); Fiscal Year 2021: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000); Fiscal Year 2020: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000)
• Keywords: 深部生体操作 / 光熱変換 / 超音波 / 磁場 / 低物理エネルギーロジスティクス / 磁気操作 / 超音波操作 / 機械受容チャネル / 筋組織形成誘導 / カルシウム

Outline of Research at the Start

本研究では機械受容タンパク質や、巨大鉄ナノ粒子含有タンパク質であるフェリチンへ選択的に結合するフェリチン結合ドメインなどを用いて、超音波・磁場の二つのタイプの低物理エネルギーに高感度に応答するレシーバ分子を新たにデザインし、イオンチャネルの開閉を外部から操作可能な分子システムを構築する。さらにこれらを筋幹細胞中の小胞体へターゲッティングし、磁場および超音波を照射することで小胞体からのCa2+放出を誘発し、筋細胞への分化を促進する生体操作法の実現を目指す。これにより事故や疾患、老化に伴う筋力低下を低減・回復し、クオリティオブライフ（QOL）の向上を目指した医療応用につながる要素技術の開発を行う。

Outline of Final Research Achievements

The primary objective of this research is to develop new elemental technologies to control neuronal activity with two types of low-physical energy, ultrasound and magnetic fields. To this aim, we will develop new molecules that sensitively respond to ultrasound and magnetic fields (receiver molecules) using various mechanosensitive channels and ferritin protein, which forms a nano-size cage containing an iron nanoparticle. We will then apply a magnetic field of up to 200 mT to mammalian cells heterologously expressing the receiver molecules and measure channel currents and calcium signals to evaluate their responsiveness to the magnetic fields. Furthermore, by introducing the developed receiver molecule into skeletal muscle cells, we will attempt to induce cell contraction and maintain and to regenerate skeletal muscle in response to magnetic fields as our second objective.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では様々な分子デザインを試みることで、細胞中で機械受容チャネルにFerritinを強固に結合することに成功した。そしてさらに磁場を印加することで一部の細胞において磁場印加に伴うカルシウムシグナルの増大を引き起こすことに成功した。今後この効率を向上させることで、現行の可視光を用いるオプトジェネティクスでは困難な、体深部における骨格筋や神経細胞の操作が可能となり、将来的には現在有効な治療法がない筋萎縮性側索硬化症（ALS）の治療法開発への応用が期待される。

Research Products

• [Journal Article] Phototrophy by Antenna-Containing Rhodopsin Pumps in Aquatic Environments (2023)
  • Author(s): Chazan, Das, Fujiwara, Murakoshi, Rozenberg, Molina-Marquez, Sano, Tanaka, Gomez-Villegas, Larom, Pushkarev, Malakar, Hasegawa, Tsukamoto, Ishizuka, Konno, Nagata, Mizuno, Katayama, Abe-Yoshizumi, Ruhman, Inoue, Kandori, Leon, Shihoya, Yoshizawa, Sheves, Nureki, Beja
  • Journal Title: Nature Volume: 615 Issue: 7952 Pages: 535-540
  • DOI: 10.1038/s41586-023-05774-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Protein dynamics of a light-driven Na⁺ pump rhodopsin probed using a tryptophan residue near the retinal chromophore (2023)
  • Author(s): Otomo Akihiro、Mizuno Misao、Inoue Keiichi、Kandori Hideki、Mizutani Yasuhisa
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 20 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v20.s016
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characterization of retinal chromophore and protonated Schiff base in Thermoplasmatales archaeon heliorhodopsin using solid-state NMR spectroscopy (2023)
  • Author(s): Suzuki Shibuki、Kumagai Sari、Nagashima Toshio、Yamazaki Toshio、Okitsu Takashi、Wada Akimori、Naito Akira、Katayama Kota、Inoue Keiichi、Kandori Hideki、Kawamura Izuru
  • Journal Title: Biophysical Chemistry Volume: 296 Pages: 106991-106991
  • DOI: 10.1016/j.bpc.2023.106991
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biophysical characterization of microbial rhodopsins with DSE motif (2023)
  • Author(s): Maria del Carmen Marin, Alexander L. Jaffe, Patrick T. West, Masae Konno, Jillian F. Banfield
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 20 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v20.s023
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Difference FTIR Spectroscopy of Jumping Spider Rhodopsin-1 at 77 K (2023)
  • Author(s): Shunpei Hanai, Takashi Nagata, Kota Katayama, Shino Inukai, Mitsumasa Koyanagi, Keiichi Inoue, Akihisa Terakita, Hideki Kandori
  • Journal Title: Biochemistry Volume: 62 Issue: 8 Pages: 1347-1359
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.3c00022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reversible Photoreaction of a Retinal Photoisomerase, Retinal G Protein-Coupled Receptor RGR (2023)
  • Author(s): Naoya Morimoto, Takashi Nagata, Keiichi Inoue
  • Journal Title: Biochemistry Volume: 62 Issue: 9 Pages: 1429-1432
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.3c00084
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Time-Resolved Detection of Light-induced Conformational Changes of Heliorhodopsin (2023)
  • Author(s): Yusuke Nakasone, Yuma Kawasaki, Masae Konno, Keiichi Inoue, Masahide Terazima
  • Journal Title: Physical Chemistry Chemical Physics Volume: 25 Issue: 18 Pages: 12833-12840
  • DOI: 10.1039/d3cp00711a
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rhodopsin-bestrophin fusion proteins from unicellular algae form gigantic pentameric ion channels (2022)
  • Author(s): Rozenberg A,Kaczmarczyk I,Matzov D,Vierock J,Nagata T,Sugiura M,Katayama K,Kawasaki Y,Konno M,Nagasaka Y,Aoyama M,Das I,Pahima E,Church J,Adam S,Borin VA,Chazan A,Augustin S,Wietek J,Dine J,Peleg Y,Kawanabe A,Fujiwara Y,Yizhar O,Sheves M,Schapiro I,Furutani Y,Kandori H,Inoue K,Hegemann P,Beja O,Shalev-Benami M.
  • Journal Title: Nature Structural & Molecular Biology Volume: 29 Issue: 6 Pages: 592-603
  • DOI: 10.1038/s41594-022-00783-x
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Kinetic Study on The Molecular Mechanism of Light-driven Inward Proton Transport by Schizorhodopsins (2022)
  • Author(s): Yuma Kawasaki, Masae Konno, Keiichi Inoue
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes Volume: 1864 Issue: 11 Pages: 184016-184016
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2022.184016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diverse Heliorhodopsins Detected via Functional Metagenomics in Freshwater Actinobacteria, Chloroflexi and Archaea (2022)
  • Author(s): Ariel Chazan, Andrey Rozenberg, Kentaro Mannen, Takashi Nagata, Ran Tahan, Shir Yaish, Shirley Larom, Keiichi Inoue, Oded Beja, Alina Pushkarev
  • Journal Title: Environmental Microbiology Volume: 24 Issue: 1 Pages: 110-121
  • DOI: 10.1111/1462-2920.15890
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Structural basis for channel conduction in the pump-like channelrhodopsin ChRmine. (2022)
  • Author(s): Koichiro E. Kishi et al.
  • Journal Title: Cell Volume: 185 Issue: 4 Pages: 672-689
  • DOI: 10.1016/j.cell.2022.01.007
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Structural characterization of proton-pumping rhodopsin lacking a cytoplasmic proton donor residue by X-ray crystallography (2022)
  • Author(s): Suzuki Kano、del Carmen Mar?n Maria、Konno Masae、Bagherzadeh Reza、Murata Takeshi、Inoue Keiichi
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 298 Issue: 3 Pages: 101722-101722
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2022.101722
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Saccharibacteria Harness Light Energy Using Type-1 Rhodopsins That May Rely on Retinal Sourced from Microbial Hosts (2022)
  • Author(s): Alexander L. Jaffe, Masae Konno, Yuma Kawasaki, Chihiro Kataoka, Oded Beja, Hideki Kandori, Keiichi Inoue, Jillian F. Banfield
  • Journal Title: The ISME Journal Volume: オンライン公開 Issue: 8 Pages: 2056-2059
  • DOI: 10.1038/s41396-022-01231-w
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Thermostable Light-Driven Inward Proton Pump Rhodopsins (2021)
  • Author(s): Yuma Kawasaki, Masae Konno, Keiichi Inoue
  • Journal Title: Chemical Physics Letters Volume: 779 Pages: 138868-138868
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2021.138868
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ion Transport Activity Assay for Microbial Rhodopsin Expressed in Escherichia coli Cells (2021)
  • Author(s): Konno Masae、Inoue Keiichi、Kandori Hideki
  • Journal Title: BIO-PROTOCOL Volume: 11 Issue: 15
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.4115
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microbial Rhodopsins: The Last Two Decades (2021)
  • Author(s): Andrey Rozenberg, Keiichi Inoue, Hideki Kandori, Oded Beja
  • Journal Title: Annual Review of Microbiology Volume: 75 Issue: 1 Pages: 427-447
  • DOI: 10.1146/annurev-micro-031721-020452
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pro219 is an Electrostatic Color Determinant in the Light-driven Sodium Pump KR2 (2021)
  • Author(s): Yuta Nakajima, Laura Pedraza-Gonzalez, Leonardo Barneschi, Keiichi Inoue, Massimo Olivucci, Hideki Kandori
  • Journal Title: Communications Biology Volume: 4 Issue: 1 Pages: 1185-1185
  • DOI: 10.1038/s42003-021-02684-z
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Heliorhodopsin Evolution is Driven by Photosensory Promiscuity in Monoderms (2021)
  • Author(s): Paul-Adrian Bulzu, Vinicius Silva Kavagutti, Maria-Cecilia Chiriac, Charlotte D. Vavourakis, Keiichi Inoue, Hideki Kandori, Adrian-Stefan Andrei, Rohit Ghai
  • Journal Title: mSphere Volume: 6 Issue: 6
  • DOI: 10.1128/msphere.00661-21
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Rhodopsins at a Glance (2021)
  • Author(s): Takashi Nagata, Keiichi Inoue
  • Journal Title: Journal of Cell Science Volume: 134 Issue: 22
  • DOI: 10.1242/jcs.258989
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TAT Rhodopsin Is an Ultraviolet-Dependent Environmental pH Sensor (2021)
  • Author(s): Kataoka Chihiro、Sugimoto Teppei、Shigemura Shunta、Katayama Kota、Tsunoda Satoshi P.、Inoue Keiichi、Beja Oded、Kandori Hideki
  • Journal Title: Biochemistry Volume: 60 Issue: 12 Pages: 899-907
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.0c00951
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Exploration of natural red-shifted rhodopsins using a machine learning-based Bayesian experimental design (2021)
  • Author(s): Inoue Keiichi、Karasuyama Masayuki、Nakamura Ryoko、Konno Masae、Yamada Daichi、Mannen Kentaro、Nagata Takashi、Inatsu Yu、Yawo Hiromu、Yura Kei、Beja Oded、Kandori Hideki、Takeuchi Ichiro
  • Journal Title: Communications Biology Volume: 4 Issue: 1 Pages: 362-362
  • DOI: 10.1038/s42003-021-01878-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Time-resolved serial femtosecond crystallography reveals early structural changes in channelrhodopsin (2021)
  • Author(s): Oda Kazumasa、Nomura Takashi、Nakane Takanori、Yamashita Keitaro、Inoue Keiichi、Ito Shota、Vierock Johannes、Hirata Kunio、Maturana Andres D、Katayama Kota、( 32 authers )、Kandori Hideki、Hegemann Peter、Iwata So、Kubo Minoru、Nishizawa Tomohiro、Nureki Osamu
  • Journal Title: eLife Volume: 10 Pages: 1-21
  • DOI: 10.7554/elife.62389
  • NAID: 120006996980
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Crystal Structure of Schizorhodopsin Reveals Mechanism of Inward Proton Pumping (2021)
  • Author(s): Akimitsu Higuchi, Wataru Shihoya, Masae Konno, Tatsuya Ikuta, Hideki Kandori, Keiichi Inoue, Osamu Nureki
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Volume: 118 Issue: 14 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1073/pnas.2016328118
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Schizorhodopsins: A novel family of rhodopsins from Asgard archaea that function as light-driven inward H+ pumps (2020)
  • Author(s): Keiichi Inoue, Satoshi P. Tsunoda, Manish Singh, Sahoko Tomida, Shoko Hososhima, Masae Konno, Ryoko Nakamura, Hiroki Watanabe, Paul-Adrian Bulzu, Horia L. Banciu, Adrian Andrei, Takayuki Uchihashi, Rohit Ghai, Oded Beja, Hideki Kandori
  • Journal Title: Science Advances Volume: 6 Issue: 15
  • DOI: 10.1126/sciadv.aaz2441
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Gate-keeper of ion transport-a highly conserved helix-3 tryptophan in a channelrhodopsin chimera, C1C2/ChRWR (2020)
  • Author(s): Nagasaka Yujiro、Hososhima Shoko、Kubo Naoko、Nagata Takashi、Kandori Hideki、Inoue Keiichi、Yawo Hiromu
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 17 Issue: 0 Pages: 59-70
  • DOI: 10.2142/biophysico.bsj-2020007
  • NAID: 130007879484
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Excitonic coupling effect on the circular dichroism spectrum of sodium-pumping rhodopsin KR2 (2020)
  • Author(s): Fujimoto Kazuhiro J.、Inoue Keiichi
  • Journal Title: The Journal of Chemical Physics Volume: 153 Issue: 4 Pages: 045101-045101
  • DOI: 10.1063/5.0013642
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Active Learning of Bayesian Linear Models with High-Dimensional Binary Features by Parameter Confidence-Region Estimation (2020)
  • Author(s): Inatsu Yu、Karasuyama Masayuki、Inoue Keiichi、Kandori Hideki、Takeuchi Ichiro
  • Journal Title: Neural Computation Volume: 32 Issue: 10 Pages: 1998-2031
  • DOI: 10.1162/neco_a_01310
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Active Learning for Level Set Estimation Under Input Uncertainty and Its Extensions (2020)
  • Author(s): Yu Inatsu, Masayuki Karasuyama, Keiichi Inoue, Ichiro Takeuchi
  • Journal Title: Neural Computation Volume: 32 Issue: 12 Pages: 2486-2531
  • DOI: 10.1162/neco_a_01332
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Shining light on rhodopsin selectivity: How do proteins decide whether to transport H+ or Cl-? (2020)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry Volume: 295 Issue: 44 Pages: 14805-14806
  • DOI: 10.1074/jbc.h120.016032
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression analysis of microbial rhodopsin-like genes in Guillardia theta (2020)
  • Author(s): Konno Masae、Yamauchi Yumeka、Inoue Keiichi、Kandori Hideki
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 15 Issue: 12 Pages: e0243387-e0243387
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0243387
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] AIによる高機能性タンパク質探索とデザイン (2023)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 第５回 発動分子科学サロン 「発動分子とAI」
  • Invited
• [Presentation] 分光学的手法と電気生理学的手法を用いたポンプ様チャネルロドプシン（ChRmine）のチャネル開閉機構の解明 (2023)
  • Author(s): 川﨑佑真、柴田 桂成、岸 孝一郎、寳本 俊輝、小野 稜平、福田 昌弘、八尾 寛、加藤英明、秋山 英文、井上 圭一
  • Organizer: 第11回日本生物物理学会関東支部会
• [Presentation] 化学の視点で探る微生物ロドプシンの不思議と可能性 (2023)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 大阪公立大学・第１回学際化学若手育成シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 新奇光受容タンパク質ベストロドプシンの特異な発色団光異性化反応 (2023)
  • Author(s): 永田 崇、川﨑 佑真、今野 雅恵、長坂 勇次郎、青山 真子、片山 耕大、Andrey Rozenberg, Igor Kaczmarczyk, Donna Matzov, Moran Shalev-Benami, Oded Beja, 神取 秀樹、井上 圭一
  • Organizer: 日本化学会第103春季年会
• [Presentation] カチオンチャネルロドプシンC1C2のチャネル開閉におけるレチナールの構造変化とプロトン移動の役割 (2022)
  • Author(s): 井上 圭一、柴田 桂成、小田 和正、西澤 知宏、挾間 優治、小野 稜平、寳本 俊輝、Reza Bagherzadeh、八尾 寛、濡木 理、秋山 英文
  • Organizer: 第22回日本蛋白質科学会年会
• [Presentation] 高熱安定性光駆動型内向きH+ポンプロドプシンの高温環境下での機能活性評価 (2022)
  • Author(s): 川﨑佑真、今野雅恵、井上圭一
  • Organizer: 第22回日本蛋白質科学会年会
• [Presentation] ２種類の高熱安定性光駆動型内向きH+ポンプロドプシンの高温環境下での機能活性評価と比較 (2022)
  • Author(s): 川﨑佑真、今野雅恵、井上 圭一
  • Organizer: 第48回生体分子科学討論会
• [Presentation] タンパク質内プロトン移動が微生物ロドプシンの光機能を生み出すしくみ (2022)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 物性研短期研究会「理論タンパク質物性科学の最前線：理論と実験との密な協働」
• [Presentation] レチナール光異性化酵素として機能する動物ロドプシンの光吸収・反応特性の解析+ポンプロドプシンの高温環境下での機能活性評価と比較 (2022)
  • Author(s): 森本 直也、永田 崇、井上 圭一
  • Organizer: 物性研短期研究会「理論タンパク質物性科学の最前線：理論と実験との密な協働」
• [Presentation] Natural Photoreceptive-Protein Toolbox of Microbial Rhodopsins (2022)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Organizer: 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electrooptics (CLEO)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 新奇微生物ロドプシン・ベストロドプシンの発色団特性とその構成的理解 (2022)
  • Author(s): 永田 崇、川﨑 佑真、今野 雅恵、長坂 勇次郎、青山 真子、片山 耕大、Andrey Rozenberg, Igor Kaczmarczyk, Donna Matzov, Moran Shalev-Benami, Oded Beja, 神取 秀樹、井上 圭一
  • Organizer: 第22回日本光生物学協会年会
• [Presentation] 土壌細菌由来新奇光駆動型Cl-ポンプロドプシンとそのイオン輸送機構 (2022)
  • Author(s): 石塚 智大、鈴木 花野、川﨑 佑真、今野 雅恵、村田 武士、井上 圭一
  • Organizer: 第22回日本光生物学協会年会
• [Presentation] 藻類の光受容型巨大イオンチャネル複合体 ―ベストロドプシン― (2022)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 生理学研究所研究会「構造情報を基盤とした膜機能分子の生理機能理解に向けて」
  • Invited
• [Presentation] 光開閉型陽イオンチャネルロドプシンChRmineの発色団構造変化の解明 (2022)
  • Author(s): 川﨑佑真、柴田 桂成、岸 孝一郎、寳本 俊輝、小野 稜平、福田 昌弘、八尾 寛、加藤英明、秋山 英文、井上 圭一
  • Organizer: 第16回分子科学討論会
• [Presentation] 深部神経活動磁場操作に向けた新規分子ツール開発 (2022)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 第60回日本生物物理学会年会
• [Presentation] Conversion of light-driven outward proton pump rhodopsin into inward proton pump (2022)
  • Author(s): Maria Del Carmen Marin Perez、Masae Konno、Hiromu Yawo、Keiichi Inoue
  • Organizer: 第60回日本生物物理学会年会
• [Presentation] 新奇微生物ロドプシン・ベストロドプシンのユニークな発色団レチナール異性化特性 (2022)
  • Author(s): 永田 崇、川﨑 佑真、今野 雅恵、長坂 勇次郎、青山 真子、片山 耕大、Andrey Rozenberg, Igor Kaczmarczyk, Donna Matzov, Moran Shalev-Benami, Oded Beja, 神取 秀樹、井上 圭一
  • Organizer: 第60回日本生物物理学会年会
• [Presentation] 宿主由来のレチナールを利用する共生古細菌Saccharibacteria由来Type-1ロドプシンの分子特性 (2022)
  • Author(s): 今野 雅恵、Alexander L. Jaffe、川﨑佑真、片岡 千尋、Oded Beja、神取 秀樹、Jillian F. Banfield、井上 圭一
  • Organizer: 第60回日本生物物理学会年会
• [Presentation] 磁気刺激による細胞活動制御のための磁気レシーバー・磁気刺激システムの開発 (2022)
  • Author(s): 宝本 俊輝、八尾 寛、長坂 勇次郎、吉岡 輝、関野 正樹、井上 圭一
  • Organizer: 第60回日本生物物理学会年会
• [Presentation] 高熱安定性光駆動型内向き H+ポンプロドプシンにおける熱安定性要因の研究 (2022)
  • Author(s): 川﨑 佑真、今野 雅恵、井上 圭一
  • Organizer: 第60回日本生物物理学会年会
• [Presentation] 新奇塩化物イオンポンプロドプシンの輸送メカニズム研究 (2022)
  • Author(s): 石塚 智大、鈴木 花野、川﨑 佑真、今野 雅恵、村田 武士、井上 圭一
  • Organizer: 第60回日本生物物理学会年会
• [Presentation] Discovery and functional analysis of novel retinal proteins (2022)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Organizer: The Sir Martin Wood Prize Lecture - Stuttgart
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 新奇光駆動型イオンポンプによる塩化物イオン輸送機構 (2022)
  • Author(s): 石塚 智大、鈴木 花野、川﨑 佑真、今野 雅恵、村田 武士、井上 圭一
  • Organizer: 第12回CSJ化学フェスタ2022
• [Presentation] Discovery and functional analysis of novel retinal proteins (2022)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Organizer: The Sir Martin Wood Prize Lecture - Oxford
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Discovery and functional analysis of novel retinal proteins (2022)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Organizer: The Sir Martin Wood Prize Lecture - Cambridge
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Discovery and functional analysis of novel retinal proteins (2022)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Organizer: The Sir Martin Wood Prize Lecture - Manchester
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] What determines the rate of reaction process of ion-transporting rhodopsins? (2022)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Organizer: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Development of a dark-active, light-inactivated optogenetic tool for controlling G protein signaling toward vision restoration (2022)
  • Author(s): Takashi Nagata
  • Organizer: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Conversion of light-driven outward proton pump rhodopsin into inward proton pump (2022)
  • Author(s): Maria Del Carmen Marin Perez、Masae Konno、Hiromu Yawo、Keiichi Inoue
  • Organizer: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Molecular characterization of proton-pumping rhodopsin from Saccharibacteria that may use host-derived all-trans retinal (2022)
  • Author(s): Masae Konno、Alexander L. Jaffe、Yuma Kawasaki、Chihiro Kataoka、Oded Beja、Hideki Kandori、Jillian F. Banfield、Keiichi Inoue
  • Organizer: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Unique ion transport mechanism by novel chloride pump rhodopsin from soil bacteria (2022)
  • Author(s): Tomohiro Ishizuka、Kano Suzuki、Yuma Kawasaki、Masae Konno、Takeshi Murata、Keiichi Inoue
  • Organizer: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The dynamics of two gates of pump-like channel rhodopsin, ChRmine, revealed by a combination of spectroscopic and electrophysiological studies (2022)
  • Author(s): Keisei Shibata、Yuma Kawasaki、Koichiro Kishi、Shunki Takaramoto、 Ryohei Ono、 Masahiro Fukuda、 Hiromu Yawo、Hideaki Kato、 Hidefumi Akiyama、Keiichi Inoue
  • Organizer: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 微生物ロドプシンのメカニズム研究と植物オプトジェネティクスへの応用 (2022)
  • Author(s): 今野 雅恵
  • Organizer: ISSP Workshop「物性女性若手研究交流会2022」
  • Invited
• [Presentation] Functional conversion of light-driven outward proton pump rhodopsin (2022)
  • Author(s): Maria Del Carmen Marin Perez
  • Organizer: ISSP Workshop「物性女性若手研究交流会2022」
  • Invited
• [Presentation] ロドプシンが織り成す新時代の光生物学 (2022)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: The Sir Martin Wood Prize Lecture - Nagoya
  • Invited
• [Presentation] 多角的時間分解計測によるタンパク質の反応ダイナミクスの理解 (2022)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 令和4年度 「高速分子動画」シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Photochemistry of rhodopsins in the microorganism world (2022)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Organizer: ICPAC KK 2022
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 土壌細菌由来新奇Cl-ポンプロドプシンによるイオン輸送機構の解明 (2022)
  • Author(s): 石塚 智大、鈴木 花野、川﨑 佑真、今野 雅恵、村田 武士、井上 圭一
  • Organizer: 日本生体エネルギー研究会第48回討論会
• [Presentation] 光ではたらく膜タンパク質 ―ロドプシンの多彩な機能と光遺伝学― (2022)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 第6回CURIEセミナー
  • Invited
• [Presentation] 細菌由来新奇Cl-ポンプロドプシンの輸送メカニズム研究 (2022)
  • Author(s): 石塚智大、川﨑佑真、今野雅恵、井上 圭一
  • Organizer: 第11回日本生物物理学会関東支部会
• [Presentation] レチナール光異性化酵素ロドプシンRGRの光吸収・反応特性の解析 (2022)
  • Author(s): 森本直也、永田崇、井上 圭一
  • Organizer: 第11回日本生物物理学会関東支部会
• [Presentation] Study on the dynamics of channel opening and closing of cation channelrhodopsin, C1C2 (2022)
  • Author(s): Keiichi Inoue、Keisei Shibata、 Kazumasa Oda、Tomohiro Nishizawa、Yuji Hazama、Ryohei Ono、Shunki Takaramoto、Reza Bagherzadeh、Hiromu Yawo、Osamu Nureki、Hidefumi Akiyama
  • Organizer: 日本化学会 第102春季年会（2022）
• [Presentation] 機械学習を用いたロドプシンの吸収波長予測法とオプトジェネティクスツール開発への応用 (2022)
  • Author(s): 井上圭一、烏山昌幸、神取秀樹、竹内一郎
  • Organizer: ISSPワークショップ：開放系トポロジーと生体・量子・統計物理
• [Presentation] レチナール光異性化酵素として働くロドプシンの光吸収・反応特性の解析 (2022)
  • Author(s): 森本直也、永田崇、井上圭一
  • Organizer: ISSPワークショップ：開放系トポロジーと生体・量子・統計物理
• [Presentation] 光駆動タンパク質ロドプシンのもたらす生物と光の新たな関係 (2021)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: バイオインダストリー協会"・未来へのバイオ技術" 勉強会「光と音の遺伝子応答とオプトジェネティクス」
  • Invited
• [Presentation] アスガルドアーキア由来の新奇光駆動型内向きプロトンポンプ：シゾロドプシンの機能・分光・構造研究 (2021)
  • Author(s): 井上 圭一、志甫谷 渉、今野 雅恵、樋口 晶光、但馬 聖也、古谷 祐詞、川﨑 佑真、永田 崇、八尾 寛、川村 出、神取 秀樹、濡木 理
  • Organizer: 第47回生体分子科学討論会
• [Presentation] Methanoculleus 属アーキア由来シゾロドプシンの熱安定性研究 (2021)
  • Author(s): 川﨑佑真、今野雅恵、井上圭一
  • Organizer: 第47回生体分子科学討論会
• [Presentation] ロドプシンの色を変える：構造・理論・機械学習的アプローチ (2021)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 電気学会 光・量子デバイス研究会「革新的材料の創出とデバイス応用」
  • Invited
• [Presentation] 光エネルギーを使って内向きにプロトンを輸送するロドプシンの構造とダイナミクス (2021)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 第21回日本蛋白質科学会年会・ワークショップ「高速分子動画：タンパク質の構造機能相関研究の最先端」
  • Invited
• [Presentation] Methanoculleus 属古細菌由来新奇シゾロドプシンの熱安定性評価 (2021)
  • Author(s): 川﨑佑真、今野雅恵、井上圭一
  • Organizer: 第21回日本蛋白質科学会年会
• [Presentation] アスガルドアーキアは光をつかう？―ロドプシンを用いた光受容と新奇シゾロドプシンファミリ― (2021)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 極限環境生物学会・第22回シンポジウム「微生物ダークマターへの挑戦」
  • Invited
• [Presentation] 自然界の光分子ツールボックス―微生物ロドプシンの科学を理解する― (2021)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 第19回 “光”機到来！Ｑコロキウム
  • Invited
• [Presentation] 高温環境由来新奇シゾロドプシンの熱安定性研究 (2021)
  • Author(s): 川﨑佑真、今野雅恵、井上圭一
  • Organizer: 第15回分子科学討論会
• [Presentation] 真核生物の起源に関わる新奇光受容型膜タンパク質ロドプシンの機能メカニズム研究 (2021)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 山田科学振興財団・2021年度研究交歓会
  • Invited
• [Presentation] 高温環境から発見されたシゾロドプシンの熱安定性研究 (2021)
  • Author(s): 川﨑佑真、今野雅恵、井上圭一
  • Organizer: 第11回CSJ化学フェスタ2021
• [Presentation] DTGロドプシンのX線結晶構造解析 (2021)
  • Author(s): 井上圭一、鈴木花野、今野雅恵、Reza Bagherzadeh、Andrey Rozenberg、Maria del Carmen Marin、Oded Beja、村田武士
  • Organizer: 第59回生物物理学会年会
• [Presentation] 視覚再生に向けた暗活性・光不活性化GPCR型光遺伝学ツールの開発 (2021)
  • Author(s): 永田 崇
  • Organizer: 第59回生物物理学会年会
  • Invited
• [Presentation] シグナルペプチドを持つMarine group II 古細菌由来Clade-Cロドプシンの分子特性 (2021)
  • Author(s): 今野雅恵、Bu Xu、Apoorva Prabhu、Yang Liu、Meng Li、Oded Beja、Chuanlun Zhang、Christian Rinke、Lu Fan、井上圭一
  • Organizer: 第59回生物物理学会年会
• [Presentation] Color Tuning of Microbial Rhodopsin Proteins: Combined Spectroscopic and QM/MM Modeling Studies (2021)
  • Author(s): Maria del Carmen Marin Perez、Konno Masae、Laura Pedraza-Gonzalez、Luca De Vico、Massimo Olivucci、Keiichi Inoue
  • Organizer: 第59回生物物理学会年会
• [Presentation] 高温環境由来のアーキアから発見されたシゾロドプシンの熱安定性研究 (2021)
  • Author(s): 川﨑佑真、今野雅恵、井上 圭一
  • Organizer: 第59回生物物理学会年会
• [Presentation] レチナール光異性化酵素として働く動物ロドプシンの分光学的解析 (2021)
  • Author(s): 森本直也、永田崇、井上 圭一
  • Organizer: 第59回生物物理学会年会
• [Presentation] 機械学習による微生物ロドプシンの吸収波長予測 (2021)
  • Author(s): 井上圭一、烏山昌幸、神取秀樹、竹内一郎
  • Organizer: 第44回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Color Tuning of Microbial Rhodopsin Proteins: Combained Spectroscopic and QM/MM Modeling Studies (2021)
  • Author(s): Maria del Carmen Marin Perez、今野雅恵、Laura Pedraza-Gonzalez、Luca De Vico、Massimo Olivucci、井上圭一
  • Organizer: 第44回日本分子生物学会年会
• [Presentation] The diversity and the molecular mechanism of light-driven inward proton pump rhodopsins (2021)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Organizer: The International Chemical Congress of Pachific Basin Societies (Pacifichem) 2021
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Red-shifting mutation of light-driven sodium-pump rhodopsin (2021)
  • Author(s): Keiichi Inoue、Maria del Carmen Marin Perez、Sahoko Tomida、Ryoko Nakamura、Yuta Nakajima、Massimo Olivucci、Hideki Kandori
  • Organizer: The International Chemical Congress of Pachific Basin Societies (Pacifichem) 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Detection of Functional Processes of Photoreceptive Proteins by Muon (2021)
  • Author(s): Keiichi Inoue, Tamiko Kiyotani, Ichiro Tanaka
  • Organizer: ISIS Muon Illumination Workshop
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Molecular physiological study on rhodopsin-based visual and non-visual photoreceptions of a jumping spiser (2021)
  • Author(s): 永田 崇
  • Organizer: 日本比較生理生化学会第43回札幌大会
  • Invited
• [Presentation] Spectral characterization of vertebrate opsins acting as a retinal photoisomerase (2021)
  • Author(s): 森本直也、永田崇、井上圭一
  • Organizer: 日本比較生理生化学会第43回札幌大会
• [Presentation] タンパク質のボトムアップ機能向上への機械学習法の応用 (2021)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: ISSPワークショップ「物性科学におけるデータ科学の今と未来」
  • Invited
• [Presentation] Photobiology of new microbial rhodopsins (2021)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Organizer: BPS - Biophysical Society 65th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 新奇な微生物型ロドプシンの光機能およびその光反応メカニズム (2021)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 第3回晝間輝夫光科学賞・令和2年度研究助成金贈呈式
  • Invited
• [Presentation] Sir Martin Wood Prize Lecture: The emerging world of microbial rhodopsins in photobiology (2020)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Organizer: MPI-FKF Seminar
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Sir Martin Wood Prize Lecture: The emerging world of microbial rhodopsins in photobiology (2020)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Organizer: MRC LMB Seminar
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 光駆動型内向きプロトンポンプ、シゾロドプシンのプロトン輸送メカニズム (2020)
  • Author(s): 井上 圭一、志甫谷 渉、今野 雅恵、樋口 晶光、但馬 聖也、古谷 祐詞、川﨑 佑真、永田 崇、八尾 寛、川村 出、神取 秀樹、濡木 理
  • Organizer: 第43回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 光駆動型内向きH+ポンプ型シゾロドプシンのH+輸送メカニズムの分光及び構造研究 (2020)
  • Author(s): 井上 圭一、志甫谷 渉、今野 雅恵、樋口 晶光、但馬 聖也、古谷 祐詞、川﨑 佑真、永田 崇、八尾 寛、川村 出、神取 秀樹、濡木 理
  • Organizer: 日本生体エネルギー研究会第46回討論会
• [Presentation] 海洋性細菌のCl-ポンプロドプシンにおける波長制御メカニズムの変異体解析 (2020)
  • Author(s): 永田 崇、烏山 昌幸、中島 悠、吉澤 晋、竹内 一郎、井上 圭一
  • Organizer: 日本生体エネルギー研究会第46回討論会
• [Presentation] TATロドプシンのpKaと多量体形成の制御における保存されたグルタミン酸の役割 (2020)
  • Author(s): 萬年 健太郎、永田 崇、戸叶 貴也、内橋 貴之、Oded Beja、井上 圭一
  • Organizer: 日本生体エネルギー研究会第46回討論会
• [Presentation] 微生物ロドプシンの吸収波長の自在制御に向けた機械学習法の開発 (2020)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Organizer: 日本バイオインダストリー協会・発酵と代謝研究会勉強会
  • Invited
• [Presentation] アスガルド古細菌の持つ新奇光駆動型内向きプロトンポンプ、シゾロドプシンの輸送メカニズム (2020)
  • Author(s): 井上 圭一、志甫谷 渉、今野 雅恵、樋口 晶光、但馬 聖也、古谷 祐詞、川﨑 佑真、永田 崇、八尾 寛、川村 出、神取 秀樹、濡木 理
  • Organizer: 日本化学会 第101春季年会 (2021)
• [Book] ロドプシンを用いた光受容と新奇シゾロドプシンファミリー (2023)
  • Author(s): 井上 圭一
  • Total Pages: 265
  • Publisher: シーエムシー出版
  • ISBN: 9784781317328
• [Book] Optogenetics: Light-Sensing Proteins and Their Applications in Neuroscience and Beyond (2021)
  • Author(s): Keiichi Inoue
  • Total Pages: 37
  • Publisher: Springer Nature
  • ISBN: 9789811587634
• [Remarks] 東京大学物性研究所・井上研究室
  • URL: https://inoue.issp.u-tokyo.ac.jp/index.html
• [Remarks] ISSP Publications Database
  • URL: http://pubs.issp.u-tokyo.ac.jp/index.php