2023 Fiscal Year Research-status Report

全長型アニオンチャネルロドプシンのイオン輸送機能：C末端ドメインの役割について

Research Project

Project/Area Number	22K06120
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	出村誠北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (70188704)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	塚本卓北海道大学, 先端生命科学研究院, 助教 (30744271)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	ロドプシン / イオンチャネル / イオン選択性 / リン酸化 / 天然変性 / 相互作用 / 中間体
Outline of Annual Research Achievements	アニオンチャネルロドプシン（ACR）は、光で活性化してアニオンを輸送するイオンチャネルである。本研究は、我々が世界で初めて発現に成功した全長型ACRについて、これまで見過ごされてきた細胞内ドメインの機能的役割を中心に、天然状態のACRの分子機能を明らかにする研究である。 2023年度は、世界初の全長型ACRの発現に成功したこと、全長型ACRが硝酸イオンを選択的に輸送すること、その選択性に細胞内ドメインが大きく貢献していることを分子レベルで明らかにした成果を論文として発表した。本論文を発展させて、細胞内ドメインがあることによって、硝酸イオンに対する選択性がどれくらい向上するのかを解析する研究が進行している。また、本論文で示唆された細胞内ドメインのリン酸化修飾を実験によって確かめた。さらに、リン酸化の有無により、アニオン輸送反応（フォトサイクル）が顕著に変化することを発見した。このことから、細胞内ドメインと膜貫通ドメインの間の相互作用に、細胞内ドメインのリン酸化修飾が関与する可能性が示唆された。リン酸化修飾を受ける領域を絞り込むことを目的に、細胞内ドメインを短く切断した変異体を用いた研究が進行している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 重要な研究成果について論文発表をできたこと、その成果を発展させて、全長型ACRの新たな機能的役割が明らかになりつつあることから、予定していた研究計画・研究内容以上に、研究が進展していると考えている。
Strategy for Future Research Activity	2024年度は、前年度までに明らかになった成果をさらに推し進め、細胞内ドメインのリン酸化修飾の機能的役割、および細胞内ドメインによるイオン選択性の定量的な解析を実施する。
Causes of Carryover	残額が少額なので、無駄な使い切りはせず、次年度への繰越しとした。次年度予算と合わせて、研究の遂行に必要な消耗品の購入に使用する計画である。