| 研究課題/領域番号 |
17KT0024
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 特設分野 |
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| 研究分野 |
構成的システム生物学
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
森垣 憲一 神戸大学, バイオシグナル総合研究センター, 准教授 (10358179)
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| 研究分担者 |
林 文夫 神戸大学, 理学研究科, 名誉教授 (80093524)
山下 隼人 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (10595440)
粟津 暁紀 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (00448234)
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| 研究期間 (年度) |
2017-07-18 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2017年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 生体膜 / シグナル伝達 / 膜タンパク質 / ロドプシン / 膜ドメイン / 超分子クラスター / 受容体 / クラスター / ラフト / 人工膜 / 高速AFM / 粗視化モデル / オリゴマー / 光シグナル伝達 / 擬結晶 / GPCR / 2次元秩序構造 |
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| 研究成果の概要 |
視細胞の円板膜においては、ロドプシン光受容体（Rh）凝集体のような秩序構造が高感度な光受容に寄与していると推測されている。しかし、膜内の秩序構造による光受容の調節メカニズムは未解明である。本研究は、人工膜へのRhの再構成、高速AFMによるRh凝集体観察など、構成的手法による秩序構造の解析を試みた。Rhの 超分子クラスターおよびトランスデューシンとの結合を高速AFMで観察することに成功した。また、分子動力学的シミュレーションにより膜脂質組成がRh凝集体構造形成に影響することを明らかにした。これらの構成的手法より得られた知見は今後、シグナル伝達分子における膜内秩序構造の役割を解明する基礎となる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体膜において膜タンパク質や脂質分子が特有の凝集構造を形成することが、シグナル伝達など生命に必須な機能において重要な役割を果たしている。しかし、その分子機構は不明である。本研究は、ロドプシン光受容体が視細胞の円板膜において、どのようなメカニズムにより凝集構造を形成するのかを、再構成膜、超高分解能顕微鏡（高速AFM）、シミュレーションなどにより明らかにする方法論を開発した。これらの構成的手法を統合して得られる知見は、ロドプシン超分子構造が光シグナル伝達においてどのような働きをするのかを、分子レベルで明らかにする基盤となり、他のシグナル伝達経路の研究にも重要な示唆を与えるものである。
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