2016 Fiscal Year Research-status Report
新規光感受性イオンチャネルの創製による細胞機能の光制御
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15K07035
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| Research Institution | The Graduate School for the Creation of New Photonics Industries |
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Principal Investigator |
平野 美奈子 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 講師 (80585167)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | イオンチャネル / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、光刺激で活性が制御される光感受性イオンチャネルを作製し、非侵襲な光で細胞機能を操作する系を確立することを目的としている。この系の確立により、光で細胞内のイオン環境を操作することが可能になり、イオン環境が鍵となる生命現象の基盤の解明が促進されることが期待される。本年度は、光感受性チャネル作製の基盤となるK+チャネル(KcsA)の構造機能相関を解明することと、KcsAチャネルと光感受性蛋白質のキメラ変異体群から光感受能を持つ変異体を選び出すことを目標とした。詳細を以下に示す。
１、KcsAチャネルの細胞内領域の構造状態を改変した変異体の活性測定により、構造状態の違いがイオン選択性に影響を与えることを明らかにした。この結果より、KcsAチャネルの細胞内領域に光感受性蛋白質を付加した場合にはイオン選択性が変化してしまう可能性が高いことが示唆された。
２、昨年度行ったKcsAチャネルと光感受性蛋白質のキメラ変異体群のスクリーニングの結果から得られた情報をもとに、変異体のコンストラクトを再設計し、約40種類の変異体を作製した。これらをK+輸送欠損酵母に形質転換し、光刺激の有無で増殖能が異なる、すなわちK+輸送能が異なる変異体をスクリーニングした。その結果、青色光照射下で増殖能が高い変異体が6種類、暗所で増殖能が高い変異体が7個得られた。
今後は増殖能試験で光感受能を示した変異体の光感受能についてさらに詳細に調べるとともに、変異体の光感受能を高めるために改変を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度実施した研究により、光感受能をもつ変異体チャネルを選び出すことができた。得られた変異体を改変することにより、高い光感受能をもち、様々なイオン選択性を持つ光感受性チャネルを創成できると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度行った増殖能試験で光感受性を示した変異体について、光感受能を詳細に調べるため、変異体を単離・精製し、電気生理学的手法で光照射時と暗所でのイオン電流を測定する。さらに、変異体の光感受能を高めるため、得られた変異体の改変を行う。
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| Causes of Carryover |
前年度発表された先行研究を受けて実験方法を一部変更したため、一部の計画していた物品の購入が変更になったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
電気生理学的手法によるチャネル電流測定のためのマニピュレータ、光感受性チャネル創製のための遺伝子工学試薬
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Research Products
(1 results)
