• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2016 Fiscal Year Research-status Report

電位センサードメインの最小チャネル機能ユニットの同定と新規光制御チャネルへの応用

Research Project

Project/Area Number 16K14555
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

岡村 康司  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (80201987)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Keywordsイオンチャネル / 光遺伝学 / カルシウムイオン
Outline of Annual Research Achievements

電位依存性プロトンチャネルVSOPの最小機能ユニットを同定するため、HEK293T細胞において電流量を多く発現する棘皮動物アメリカムラサキウニのオルソログSpHv1について、N末端側およびC末端側を欠失させたコンストラクトを作成し、whole cell patch 電流記録による計測を行った。電流量は全長タンパク質の場合の10%程度と小さいものの、明確な電位依存性イオンチャネル活性を示した。また、膜貫通領域外の、S1-S2部分、S2-S3部分、S3-S4部分の、それぞれを欠失したコンストラクトを作成した。
最近単量体タンパク質としてイオンチャネル活性を示すことが判明したカタユウレイボヤ由来精子特異的CaチャネルCi-CatSper3の電位センサードメイン領域について、光制御分子ツールの材料としての可能性を検証するため、アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いて、基本特性の解析を行った。様々な陽イオンの条件で過分極時内向き電流を計測した。Cs+>Na+>K+>Li+の順で透過性が高いこと、二価イオン透過性はCa2+だけでなくSr2+およびBa2+にも透過性を示すこと、Ba2+はSr2+よりも透過性が低いことなどを明らかにした。これらの二価イオンへの透過性は、膜電位固定下での蛍光指示薬を用いた蛍光測定によっても確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、光遺伝学分子ツールを構築するため、電位依存性プロトンチャネルVSOPと新規Ca透過性電位センサーについて、イオンチャネル最小機能ユニットの同定を行ってきた。VSOPについては細胞質領域をほとんど含まないタンパク質の状態でイオン透過性を有することを見出し、これを踏まえてリンカー部分の欠失分子について今後解析を進めていく。新規Ca透過性電位センサーについては、イオン選択性など分子特性を詳しく調べることに成功した。

Strategy for Future Research Activity

VSOPについては、細胞内側ループ、細胞外側ループを欠失させ、最小機能ユニットの特定を急ぐ。CatSper3については、変異導入実験を行うことで、チャネルゲーティングに関わる部位を推定し、今後の光感受性ドメインとのキメラ分子の設計を推進する。酵母での光照射のスクリーニング系については、光照射条件で培養できる機器を整備する。

Causes of Carryover

研究を進めていくうえで必要に応じて研究費を執行したが、当初の見込み額と執行額は異なった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究計画に変更はなく、前年度の研究費を含めて、当初の予定通り計画を進めていく。

  • Research Products

    (35 results)

All 2017 2016

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Genetically encoded bioluminescent voltage indicator for multi-purpose use in wide range of bioimaging.2017

    • Author(s)
      Inagaki S, Tsutsui H, Suzuki K, Agetsuma M, Arai Y, Jinno Y, Bai G, Daniels M, Okamura Y, Matsuda M, and Nagai T
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 42398

    • DOI

      10.1038/srep42398

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] AMPA glutamate receptors are required for sensory-organ formation and morphogenesis in the basal chordate.2017

    • Author(s)
      Shinobu Hirai, Kohji Hotta, Yoshihiro Kubo, Atsuo Nishino, Shigeo Okabe, Yasushi Okamura, Haruo Okado
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1073/pnas.1612943114

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural basis for the membrane association of ankyrinG via palmitoylation.2016

    • Author(s)
      Fujiwara Y, Kondo H, Shirota M, Kobayashi M, Takeshita K, Nakagawa A, Okamura Y, Kinoshita K.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 23981

    • DOI

      10.1038/srep23981.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Voltage-dependent motion of the catalytic region of voltage-sensing phosphatase monitored by a fluorescent amino acid2016

    • Author(s)
      Sakata S, Jinno Y, Kawanabe A, Okamura Y
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.

      Volume: 113 Pages: 7521-7526

    • DOI

      10.1073/pnas.1604218113

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison between mouse and sea urchin orthologs of voltage-gated proton channel suggests role of S3 segment in activation gating2016

    • Author(s)
      Sakata S, Miyawaki N, McCormack TJ, Arima H, Kawanabe A, Ozkucur N, Kurokawa T, Jinno Y, Fujiwara Y, Okamura Y
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Acta.

      Volume: 1858 Pages: 2972-2983

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2016.09.008.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 電位依存性プロトンチャネルにおけるプロトン透過機構について2016

    • Author(s)
      岡村 康司
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 56 Pages: 154-158

    • DOI

      10.2142/biophys.56.154

    • Open Access
  • [Journal Article] Simple scheme of lipid enzyme can explain complex lives of phosphoinositides.2016

    • Author(s)
      Okamura Y.
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      Volume: 113 Pages: 7012-7014

    • DOI

      10.1073/pnas.1607427113

  • [Presentation] 電位依存性ホスファターゼにおける膜相互作用の動態と役割2017

    • Author(s)
      岡村 康司、鍋 陽、西澤 和久、中川 敦史、成田 宏隆、坂田 宗平、神野 有香
    • Organizer
      第94回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      静岡県浜松市
    • Year and Date
      2017-03-30 – 2017-03-30
    • Invited
  • [Presentation] 電位依存性ホスファターゼの構造生物学的研究2017

    • Author(s)
      中川 敦史、成田 宏隆、神田 直樹、川鍋 陽、岡村 康司
    • Organizer
      第94回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      静岡県浜松市
    • Year and Date
      2017-03-30 – 2017-03-30
  • [Presentation] カルシウムイオン透過性を持つ電位センサードメインの機能解析2017

    • Author(s)
      有馬 大貴、筒井 秀和、岡村 康司
    • Organizer
      第94回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      静岡県浜松市
    • Year and Date
      2017-03-29 – 2017-03-29
  • [Presentation] マウス好中球においてHv1/VSOPはfMLPに対する走化性行動を抑制する2017

    • Author(s)
      大河内 善史、岡村 康司
    • Organizer
      第94回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      静岡県浜松市
    • Year and Date
      2017-03-29 – 2017-03-29
  • [Presentation] 電位依存性ホスファターゼVSPの新規膜相互作用部位の重要性2017

    • Author(s)
      川鍋 陽、橋本 真宜、米澤 智子、神野 有香、坂田 宗平、岡村 康司
    • Organizer
      第94回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      静岡県浜松市
    • Year and Date
      2017-03-29 – 2017-03-29
  • [Presentation] 初代培養ミクログリアにおける電位依存性プロトンチャネルのダイナミクス2017

    • Author(s)
      河合 喬文、川村 名子、小泉 修一、阿部 学、崎村 建司、岡村 康司
    • Organizer
      第94回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      静岡県浜松市
    • Year and Date
      2017-03-28 – 2017-03-28
  • [Presentation] Voltage-gated proton channel in zebrafish (DrHv1): from culture dish to living animal2017

    • Author(s)
      Adisorn Ratanayotha, Takafumi Kawai, Yasushi Okamura
    • Organizer
      第94回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      静岡県浜松市
    • Year and Date
      2017-03-28 – 2017-03-28
  • [Presentation] Principle and biodiversity of voltage sensor domain in channels and enzyme2017

    • Author(s)
      Yasushi Okamura
    • Organizer
      Campus Asia faculty meeting
    • Place of Presentation
      大阪府吹田市
    • Year and Date
      2017-02-16 – 2017-02-16
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 膜電位非印加状態で開状態をとるVSOP/Hv1変異体から見る2量体間協調性2016

    • Author(s)
      木村仁美、持田理子、渋村里美、中川敦史、岡村康司、竹下浩平
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2016-12-02 – 2016-12-02
  • [Presentation] 新規電位センサータンパク質VSOP2のX線結晶構造解析に向けて2016

    • Author(s)
      西川翔士、成田宏隆、岡村康司、中川敦史
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2016-12-02 – 2016-12-02
  • [Presentation] Crossroad of electricity and lipid signaling: voltage-sensing phosphoinositide phosphatase (VSP)2016

    • Author(s)
      Yasushi Okamura, Akira Kawanabe, Souhei Sakata
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2016-11-30 – 2016-11-30
    • Invited
  • [Presentation] 自由行動マウスの脳活動計測を可能にする化学発光膜電位センサーの開発2016

    • Author(s)
      稲垣成矩、揚妻正和、筒井秀和、新井由之、鈴木和志、神野有香、岡村康司、松田知己、永井健治
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2016-11-30 – 2016-11-30
  • [Presentation] Direct observation og voltage-gated proton channels by high speed AFM2016

    • Author(s)
      Hayato Yamashita, Akira Kawanabe, Yasushi Okamura, Msayuki Abe
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Year and Date
      2016-11-27 – 2016-11-27
  • [Presentation] Development of a chemiluminescent voltage indicator applicable to brain activity recording in freely moving mice2016

    • Author(s)
      Shigenori Inagaki, Masakazu Agetsuma, Hidekazu Tsutsui, Yoshiyuki Arai, Kazushi Suzuki, Yuka Jinno, Yasushi Okamura, Tomoki Matsuda, Takeharu Nagai
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Year and Date
      2016-11-26 – 2016-11-26
  • [Presentation] The role of membrane interacting region of phosphatase domain in voltage-sensing phosohatase (VSP)2016

    • Author(s)
      Akira Kawanabe, Masaki Hashimoto, Tomoko Yonezawa, Yuka Jinno, Souhei Sakata, Yasushi Okamura
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Year and Date
      2016-11-25 – 2016-11-25
  • [Presentation] Metal binding to the voltage-gated proton channel VSOP studied by ATR-FTIR2016

    • Author(s)
      Masayo Iwaki, Kohei takeshita, Yasushi Okamura, Atushi Nakagawa, Hideki Kandori
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Year and Date
      2016-11-25 – 2016-11-25
  • [Presentation] Characterization of Voltage-Gated Proton Channel in Zebrafish. (DrHv1)2016

    • Author(s)
      Adisorn Ratanayotha,Takafumi Kawai, Yasushi Okamura
    • Organizer
      第109回近畿生理学談話会
    • Place of Presentation
      大阪府大阪市
    • Year and Date
      2016-11-05 – 2016-11-05
  • [Presentation] 電位依存性プロトンチャネルノックアウトマウスの代謝表現型解析2016

    • Author(s)
      辰巳翔基、河合喬文、山本浩靖、崎村建司、木原進士、岡村康司
    • Organizer
      第109回近畿生理学談話会
    • Place of Presentation
      大阪府大阪市
    • Year and Date
      2016-11-05 – 2016-11-05
  • [Presentation] 細胞内膜の膜電位を可視化する-貪食細胞の食胞膜電位の測定-2016

    • Author(s)
      大河内善史、岡村康司
    • Organizer
      第109回近畿生理学談話会
    • Place of Presentation
      大阪府大阪市
    • Year and Date
      2016-11-05 – 2016-11-05
  • [Presentation] CatSperの電位センサードメインはカルシウムイオン透過性を持つ2016

    • Author(s)
      有馬大貴、筒井秀和、吉田学、岡村康司
    • Organizer
      第3回ホヤ研究会
    • Place of Presentation
      大阪府豊中市
    • Year and Date
      2016-10-15 – 2016-10-15
  • [Presentation] Molecular mechanisms of voltage-sensing phosphatase, VSP2016

    • Author(s)
      Yasushi Okamura
    • Organizer
      2016 International Conference of Physiological Sciences
    • Place of Presentation
      中国・北京
    • Year and Date
      2016-09-28 – 2016-09-28
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The common regulation of phosphatase activity of voltage-sensing phostophase (VSP) and PTEN by conserved putative membrane interacting region2016

    • Author(s)
      Akira Kawanabe, Tomoko Yonezawa, Yuka Jinno, Souhei Sakata, Yasushi Okamura
    • Organizer
      第89回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市
    • Year and Date
      2016-09-25 – 2016-09-25
  • [Presentation] How does voltage sensor domain regulate downstream effecter?: lesson from voltage-sensor domain proteins2016

    • Author(s)
      Yasushi Okamura, Souhei Sakata, Akira Kawanabe, Yuichiro Fujiwara, Yuka Jinno
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2016-07-22 – 2016-07-22
    • Invited
  • [Presentation] Bidirectional regulation of ROS production by voltage-gated proton channels in microglia2016

    • Author(s)
      Takafumi Kawai,Yoshifumi Okochi,Tomohiko Ozaki,Yoshio Imura,Kenji Sakimura,Schuichi Koizumi,Toshihide Yamashita,Yasushi Okamura
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2016-07-22 – 2016-07-22
  • [Presentation] 膜の疎水領域でのリポクオリティ認識機構とナノなくドメインの解明2016

    • Author(s)
      岡村康司
    • Organizer
      新学術領域研究「脂質クオオリティが解き明かす生命現象」第2回領域会議
    • Place of Presentation
      静岡県伊豆市
    • Year and Date
      2016-07-20 – 2016-07-20
  • [Presentation] Principle and biodiversity of voltage sensor domain proteins2016

    • Author(s)
      Yasushi Okamura
    • Organizer
      Dutch Neuroscience Meeting
    • Place of Presentation
      Lunteren, Netherlands
    • Year and Date
      2016-06-10 – 2016-06-10
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 電位依存性ホスファターゼVSPとPTENに共通する膜との相互作用部位の重要性2016

    • Author(s)
      川鍋陽、米澤智子、岡村康司
    • Organizer
      第63回日本生化学会 近畿支部例会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2016-05-21 – 2016-05-21
  • [Book] Reference Module in Life Sciences, 'Voltage-gated proton channels'2017

    • Author(s)
      Y. Okamura
    • Total Pages
      199-222
    • Publisher
      Elsevier

URL: 

Published: 2018-01-16  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi