| 研究課題/領域番号 |
17K19192
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
生体分子化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐藤 守俊 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00323501)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 光操作 / 三量体Gタンパク質 / 光スイッチタンパク質 / 光遺伝学 / セカンドメッセンジャー |
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| 研究成果の概要 |
GαqはGタンパク質連結型受容体の活性化に伴って細胞膜で活性され，Ca2+の濃度上昇を誘起する三量体Gタンパク質である．本研究では，細胞膜近傍におけるGαqの動態を光でコントロールすることにより，当該タンパク質の活性と細胞内Ca2+濃度の光操作を実現するというものである．上述のように作製したPA-Gαqは青色光に応答して可逆的に活性化し，細胞内のCa2+濃度を青色光照射のON/OFFにより自由自在にコントロールできる．さらに，cAMPの濃度をコントロールできるPA-Gαsや，赤色光スイッチタンパク質（PhyB-PIFシステム）を用いて赤色光で三量体Gタンパク質を光操作できる技術を開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
分子の機能を光で活性化する技術は，1970年代に創案されたcaged compoundが最初のものである．しかし，この合成化学に基づくアプローチでは光操作可能な対象が限定されたり，光操作の可逆性が無いという点が大きな課題であった．本研究で開発した光操作技術は，光照射に忠実に応答して可逆的にセカンドメッセンジャー（Ca2+およびcAMP）の濃度をコントロールできるという特長を持っている．本研究により，様々な生命現象の理解において鍵となるセカンドメッセンジャーの光操作が実現し，基礎生命科学の広範な分野に大きなインパクトを与えると考えている．
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