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非天然アミノ酸を使用したin vivoでのシナプトタグミンの立体構造変化の検出

研究課題

研究課題/領域番号 16K07072
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 神経化学・神経薬理学
研究機関大阪医科大学

研究代表者

坂田 宗平  大阪医科大学, 医学部, 准教授 (40528006)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードシナプス / シナプトタグミン / 遺伝コード拡張法 / 非天然アミノ酸 / イオンチャネル / ゼブラフィッシュ / 立体構造変化 / アセチルコリン受容体 / 遺伝コード拡張 / シナプス前終末 / 神経筋接合部 / 膜融合 / タンパク質の立体構造変化
研究成果の概要

シナプトタグミン(Syt)は神経前終末でカルシウムセンサーとして働くことが知られているが本研究課題では遺伝コード拡張法を用いて生体内で機能しているSytの立体構造変化を調べることを目的とした。まずゼブラフィッシュの体内で遺伝コード拡張法を機能させる技術を確立した。これは生体に遺伝コード拡張法が適応できることを示した数少ない例である。またアセチルコリン受容体を利用して蛍光ラベルの導入場所を検討したところ、多くの場所で蛍光輝度変化が検出されなかった。このことは導入部位は慎重に検討する必要があることを示している。今後この成果をさらに発展させ、生体内でのSytの構造変化を明らかにしていきたい。

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝コード拡張法はタンパク質の狙った部位特異的に蛍光タグを導入できるなど、非常に有用な方法ではあるが、培養細胞等や一部の発現系などにしか適用できなかった。本研究課題ではこれを生体に応用することに成功した。これは生体で遺伝コード拡張法を機能させた数少ない例である。また今後、他のタンパク質でも同様に細胞内での構造変化に関する情報が得られれば、新規の治療薬の開発につながる可能性もある。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Polarized PtdIns(4,5)P2distribution mediated by a voltage-sensing phosphatase (VSP) regulates sperm motility2019

    • 著者名/発表者名
      Kawai Takafumi、Miyata Haruhiko、Nakanishi Hiroki、Sakata Souhei、Morioka Shin、Sasaki Junko、Watanabe Masahiko、Sakimura Kenji、Fujimoto Toyoshi、Sasaki Takehiko、Ikawa Masahito、Okamura Yasushi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 号: 51 ページ: 26020-26028

    • DOI

      10.1073/pnas.1916867116

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic structural rearrangements and functional regulation of voltage‐sensing phosphatase2019

    • 著者名/発表者名
      Sakata S and Okamura Y
    • 雑誌名

      Journal of Physiology

      巻: 597 号: 1 ページ: 29-40

    • DOI

      10.1113/jp274113

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The hydrophobic nature of a novel membrane interface regulates the enzyme activity of a voltage-sensing phosphatase2018

    • 著者名/発表者名
      Kawanabe A, Hashimoto M, Mishizawa M, Nishizawa N, Narita H, Yonezawa T, Jinno Y, Sakata S, Nakawaga A and Okamura Y
    • 雑誌名

      eLIFE

      巻: 7 ページ: 2097-2131

    • DOI

      10.7554/elife.41653

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent advances in neuromuscular junction research prompted by the zebrafish model2018

    • 著者名/発表者名
      Egashira Y, Zempo B, Sakata S and Ono F
    • 雑誌名

      Current Opinion in Physiology

      巻: 4 ページ: 70-75

    • DOI

      10.1016/j.cophys.2018.06.005

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Domain-to-domain coupling in voltage-sensing phosphatase2017

    • 著者名/発表者名
      Sakata S, Matsuda M, Kawanabe A, Okamura Y.
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 14 号: 0 ページ: 85-97

    • DOI

      10.2142/biophysico.14.0_85

    • NAID

      130007041363

    • ISSN
      2189-4779
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Voltage-dependent motion of the catalytic region of voltage-sensing phosphatase monitored by a fluorescent amino acid2016

    • 著者名/発表者名
      Sakata S, Jinno Y, Kawanabe A, Okamura Y
    • 雑誌名

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

      巻: 113 号: 27 ページ: 7521-7526

    • DOI

      10.1073/pnas.1604218113

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison between mouse and sea urchin orthologs of voltage-gated proton channel suggests role of S3 segment in activation gating2016

    • 著者名/発表者名
      Sakata S, Miyawaki N, McCormack TJ, Arima H, Kawanabe A, Ozkucur N, Kurokawa T, Jinno Y, Fujiwara Y, Okamura Y
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Acta.

      巻: 1858 号: 12 ページ: 2972-2983

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2016.09.008

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ゼブラフィッシュの速筋および遅筋における網羅的な遺伝子発現解析2020

    • 著者名/発表者名
      坂田宗平、小野富三人
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of junctophilin2 knock out zebrafish2019

    • 著者名/発表者名
      Sakata S and Ono F
    • 学会等名
      9th FAOPS Congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュにおけるジャンクトフィリンの発現と機能の研究2018

    • 著者名/発表者名
      坂田宗平、小野富三人
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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