2016 Fiscal Year Annual Research Report
光で人工的細胞内情報伝達系を制御するシステムの構築
Publicly Offered Research
| Project Area | Development of Molecular Robots equipped with sensors and intelligence |
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| Project/Area Number |
15H00812
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山下 高廣 京都大学, 理学研究科, 助教 (50378535)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光受容蛋白質 / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光は、その直進性・高速性・非侵襲性から生体反応の人為的な制御に使用される。そのため、生体における光受容システムの改変は、人工的な分子システムを制御する「入力系」に利用できる可能性がある。動物のロドプシン類は光刺激でＧタンパク質などを活性化するため、それを改変することで種々の細胞内シグナリングを制御できることが期待される。そこで本研究では、光や熱に安定な全トランス型レチナールを結合できる動物型ロドプシン類などのレチナールタンパク質を改変して、人工的な分子システムを制御する分子ツールを提供することを目的とする。本年度は以下の解析を行った。
１．Opn5L1は、動物型ロドプシン類の中で初めてフォトサイクルによって活性が制御されることが明らかとなり、繰り返しの光刺激に対応できる可能性がある。そこで、Opn5L1に変異を導入するなどにより、フォトサイクルの時定数を変化させた。その結果、秒オーダーの時定数のものから時間オーダーの時定数のものまで作製することに成功した。
２．全トランス型レチナールを結合するOpn5について、吸収波長特性を変化させた。そのために、種々のレチナールのアナログを取り込ませたところ、大きく長波長にシフトさせることに成功した。また、このレチナールアナログを取り込んだOpn5が通常のレチナールを取り込んだ場合と同様の光反応を行うことも確認できた。
３．フォトサイクルにより活性が制御されるOpn5L1分子を用いて、培養細胞内の分子システムを光で制御できるか検討した。その結果、光依存的にcAMP量の変化を誘起することが可能であることがわかった。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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