Manipulation of signal transduction by light in C. elegans

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H07406
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Animal physiology/Animal behavior
• Research Institution: Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences (2018); Okazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences (2017)
• Principal Investigator: Oda Shigekazu 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (40802848)
• Project Period (FY): 2017-08-25 – 2019-03-31
• Keywords: 光遺伝学 / シグナル伝達 / C. elegans / 光誘導性二量体化システム

Outline of Final Research Achievements

I introduced the fully-genetically encoded PhyB-PIF system, a light-Induced dimerization (LID) system that can be controlled by red/infra-red light, into a nematode Caanorhabditis elegans. With this optogenetic tool, I succeeded in controlling ERK-MAPK signal transduction (a biochemical reaction) in a single neuron in the worm.

Free Research Field

システム神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

遺伝子に完全にコードされておりかつ生物個体に害が少ない長波長光により作動する光誘導性二量体化システムが、初めて動物個体（線虫C. elegans）に導入されたことにより、動物個体で分子活性を操作するための光遺伝学技術が促進されることになることが期待される。これにより、分子と動物個体の関係性の詳細を明らかにすることができる。
また、この技術は、最終的には光で分子活性を操作して治療するための技術へと発展していく可能性が十分ある。