A new strategy for investigating GPCR-based physiologies by using rhodopsins
| Project/Area Number |
20K21433
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University (2022)
Osaka City University (2020-2021) |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | ロドプシン / GPCR / 光遺伝学 / 光受容タンパク質 / 感覚 / 生理学 |
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| Outline of Research at the Start |
Gタンパク質共役型受容体（GPCR）は、さまざまな生命機能に関わる重要な分子である。そのためGPCRは、基礎研究分野のみならず、創薬のターゲットとしても非常に注目されている。本研究では、作動薬（リガンド）が不明なために機能が解析が進んでいないGPCRについて、光で作動するGPCRであるロドプシン類を代替受容体として、すなわち光を代替リガンドとして用いることで、機能未知GPCRが関わる生理応答を引き起こし解析するという、リガンドの同定を必要としない新しいGPCR解析ストラテジーの確立に挑戦する。
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| Outline of Final Research Achievements |
G-protein coupled receptors (GPCRs) are involved in various physiologies, and therefore have been studied not only for understanding the mechanisms underlying biological activities but also drug discovery. In this study, we developed a new method by using optogenetic tools for understanding functions of orphan GPCRs. We examined functionality of two kinds of bistable opsins in vivo and demonstrated high performance optical control of GPCR signaling by the bistable opsins in their molecular property manners, such as high sensitive or color-dependent optical controls.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究によって、動物の光受容タンパク質をベースにした高い機能性をもつ光操作ツールが見出された。GPCRは、ヒトに800種類存在し、多様な生命機能の解明という学術的興味だけでなく、創薬のターゲットとして医学薬学的にも注目されていることから、本研究で示した新しい光操作ツールはGPCR研究を加速することで、社会に大きく貢献すると期待される。
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Report
(4 results)
Research Products
(85 results)
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[Journal Article] Optogenetic manipulation of Gq- and Gi/o-coupled receptor signaling in neurons and heart muscle cells2022
Author(s)
Hanako Hagio, Wataru Koyama, Shiori Hosaka, Aysenur Deniz Song, Janchiv Narantsatsral, Koji Matsuda, Tomohiro Sugihara, Takashi Shimizu, Mitsumasa Koyanagi, Akihisa Terakita, Masahiko Hibi
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Journal Title
DOI
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[Book] Optogenetics2020
Author(s)
Mitsumasa Koyanagi, Tomoka Saito, Seiji Wada, Takashi Nagata, Emi Kawano-Yamashita, Akihisa Terakita
Total Pages
675
Publisher
Springer
ISBN
9789811587627
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