同生物種がもつ正と負の２つの光センサ分子の機能変換から機能の違いを生む要因を探る
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21K06091
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
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| Research Institution | Matsuyama University |
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Principal Investigator |
田母神 淳 松山大学, 薬学部, 准教授 (30580089)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊川 峰志 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (20281842)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | センサリーロドプシン / レチナール / 光受容タンパク質 / 走光性 / 光情報伝達 / 分子間相互作用 / フォトサイクル / シグナル伝達 / 高度好塩菌 |
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| Outline of Research at the Start |
高度好塩菌は、正と負の走光性機能を司る２つの光センサ型ロドプシン（SRI、SRII）をもっている．これらの分子は、光という共通刺激により誘起された反応を介した構造変化をそれぞれの共役タンパク質へと伝えることで情報伝達を行っているが、２つのケースで真逆の機能がもたらされる分子機構については不明である．本研究では、同じ好塩菌種(Haloarcula vallismortis)に由来する２つの安定なSRI、SRIIを用いた物性解析と機能変換実験からこの問題を明らかにし、その知見をもとに、細胞内シグナル伝達をはじめとする異種タンパク質同士の分子間相互作用機序の基礎的理解へとつなげることがねらいである.
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| Outline of Annual Research Achievements |
高度好塩菌に存在するセンサリーロドプシンI（SRI）、II（SRII）はそれぞれ正（誘因）、負（忌避）の光応答を担う光受容体として機能するが、これらの光受容体の機能の違いを生む要因についての詳細はいまだ明らかになっていないことから、本研究では2つの安定なSR分子であるHaloarcula vallismortis由来のSRI（HvSRI）およびSRII（HvSRII）を用いた比較研究により、この疑問について明らかにすることを目的とした。
HvSRIおよびHvSRIIはいずれも共役タンパク質であるトランスデューサータンパク質HvHtrIおよびHvHtrIIとそれぞれ膜中で複合体を形成し、受容した光情報をシグナルとして伝えるため、令和5年度は共役する2つのタンパク質遺伝子を好塩菌細胞に導入し共発現させた細胞を用いてのin vivo解析によりシグナリング機構について調査するための実験系の確立を目指した。HvHtrIおよびHvHtrIIの既報および予測される遺伝子配列情報をもとにクローニングを試みたが目的の遺伝子断片を得るには至らなかった。一方、上述した発現系構築に加え、今後、センサー‐トランスデューサー複合体発現細胞におけるシグナリング感度について検討できるようにするために、励起光源から試料への光照射時間を調節するためのシャッターの設置とその開閉時間制御のための電子回路の作成を行い、すでに確立されているHalobacterium salinarum由来のHsSRII-HsHtrII発現細胞において、光反転応答の光照射時間変化に伴う応答細胞数の変化について調べた。その結果、光照射時間と応答細胞数との間にミカエリスメンテン型の関係性が見られることが確認でき、自前の測定系でSRII-HtrII複合体発現細胞における光応答の光照射時間（光強度）依存性の調査を行うことが可能となった。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
