| 研究課題/領域番号 |
19K16090
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
小島 慧一 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (60819267)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | ロドプシン / 光操作 / オプトジェネティクス / 光受容タンパク質 / レチナール / 分子改変 / 生物物理 / 生物物理学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光受容膜タンパク質・微生物型ロドプシンは、生物の光利用を支える基礎的な分子としてのみならず、動物細胞や個体の働きを光で操作する技術「オプトジェネティクス（光遺伝学）」における応用研究でも注目されている。しかし、オプトジェネティクスツールとして利用されている分子はごく一部であり、神経系以外での光操作の応用例はほとんど見られない。
本研究では、申請者らが見出した新奇微生物型ロドプシンの分子特性の解析と改変(基礎的研究)を通じて、動物細胞や個体における様々な生命現象(細胞内代謝、恒常性、細胞死など)を光操作する新奇ツールの開発を開拓する。
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| 研究成果の概要 |
微生物型ロドプシンは、レチナールを発色団とする7回膜貫通型光受容タンパク質であり、生物の３大ドメインに幅広く存在し、イオン輸送体や光センサーなど多岐にわたる機能を示す。近年、ロドプシン分子は、動物細胞や個体の働きを光で操作する技術「オプトジェネティクス（光遺伝学）」のツールとして注目されている。本研究では、新奇微生物型ロドプシンの分子特性の解析と改変(基礎的研究)を行い、動物細胞や個体における様々な生命現象を光操作する新奇ツールの開発に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、ロドプシンは、光で生物個体や細胞の機能を制御する技術・オプトジェネティクス（光遺伝学）のツールとして注目されている。本研究では、オプトジェネティクスの技術基盤を拡大すべく、新たなロドプシン分子の同定と人工分子の開発(例：内向きプロトンポンプ、アニオンチャネル)に成功した。さらに、新しいオプトジェネティクス（例：高感度かつ低毒性な神経抑制、細胞運命の制御）の実証にも成功した。本研究で発見・開発した技術基盤により、様々な生命機能の光操作が可能となり、それら生命機能の分子メカニズムの理解が進むと期待できる。
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