超高精度光神経操作に向けたナトリウム選択的オプトジェネティクスツールの創製

• 研究課題/領域番号: 20K21383
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 井上 圭一 東京大学, 物性研究所, 准教授 (90467001)
• 研究期間 (年度): 2020-07-30 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: ロドプシン / レチナール / オプトジェネティクス / ナトリウムポンプ / ヘリオロドプシン

研究開始時の研究の概要

本研究では近年、光で神経興奮を操作するオプトジェネティクスが大きな注目を集めている、光駆動型イオン輸送膜タンパク質の微生物ロドプシンを用いて、Na+選択的なオプトジェネティクスツールの開発を行う。
そのため、最近研究代表者らが発見した外向きNa+ポンプ型ロドプシン（NaR）とヘリオロドプシン（HeR）の二種類の微生物型ロドプシンをもとに、Na+のみを高効率で細胞内へ輸送するロドプシンの開発を行う。さらに得られた分子を神経細胞に導入して、Na+選択輸送による神経活動の光操作を実現する。

研究成果の概要

本研究では細胞内へナトリウムイオンのみを選択的に輸送するオプトジェネティクスツールの開発のため、天然に存在する外向きナトリウムポンプ型ロドプシンの細胞外型および内側表面の荷電残基の分布を変えることで、膜中での配向を反転させ、内向きナトリウムポンプを創製することを目的とする。そのためBEdep_AAProf法を用いて、電荷分布の反転した分子を設計したところ、配向の反転を起こすための変異箇所が多数提示された。そして大腸菌を用いた実験により、８～９個の変異は安定的に導入可能であることが明らかとなり、今後オプトジェネティクスツール開発の基盤となる要素技術を得ることを達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではBEdep_AAProf法を用いることで、計算科学的に電荷部分布を変えた安定なタンパク質分子を設計可能であることが示された。これは今後、医療および産業面において重要な機能性分子の開発にも新たな方法論を与えるものである。また実験で得られた外向きナトリウムポンプ型ロドプシンの８～９重変異体は、今後N末に膜貫通ヘリックスを追加することで配向を反転させたロドプシンの構造をさらに安定化することで、ナトリウムイオン選択的なオプトジェネティクスツールの開発に貢献すると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Phototrophy by Antenna-Containing Rhodopsin Pumps in Aquatic Environments (2023)
  • 著者名/発表者名: Chazan, Das, Fujiwara, Murakoshi, Rozenberg, Molina-Marquez, Sano, Tanaka, Gomez-Villegas, Larom, Pushkarev, Malakar, Hasegawa, Tsukamoto, Ishizuka, Konno, Nagata, Mizuno, Katayama, Abe-Yoshizumi, Ruhman, Inoue, Kandori, Leon, Shihoya, Yoshizawa, Sheves, Nureki, Beja
  • 雑誌名: Nature 巻: 615 号: 7952 ページ: 535-540
  • DOI: 10.1038/s41586-023-05774-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Protein dynamics of a light-driven Na⁺ pump rhodopsin probed using a tryptophan residue near the retinal chromophore (2023)
  • 著者名/発表者名: Otomo Akihiro、Mizuno Misao、Inoue Keiichi、Kandori Hideki、Mizutani Yasuhisa
  • 雑誌名: Biophysics and Physicobiology 巻: 20 号: Supplemental ページ: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v20.s016
  • ISSN: 2189-4779
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of retinal chromophore and protonated Schiff base in Thermoplasmatales archaeon heliorhodopsin using solid-state NMR spectroscopy (2023)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Shibuki、Kumagai Sari、Nagashima Toshio、Yamazaki Toshio、Okitsu Takashi、Wada Akimori、Naito Akira、Katayama Kota、Inoue Keiichi、Kandori Hideki、Kawamura Izuru
  • 雑誌名: Biophysical Chemistry 巻: 296 ページ: 106991-106991
  • DOI: 10.1016/j.bpc.2023.106991
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biophysical characterization of microbial rhodopsins with DSE motif (2023)
  • 著者名/発表者名: Maria del Carmen Marin, Alexander L. Jaffe, Patrick T. West, Masae Konno, Jillian F. Banfield
  • 雑誌名: Biophysics and Physicobiology 巻: 20 号: Supplemental ページ: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v20.s023
  • ISSN: 2189-4779
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Difference FTIR Spectroscopy of Jumping Spider Rhodopsin-1 at 77 K (2023)
  • 著者名/発表者名: Shunpei Hanai, Takashi Nagata, Kota Katayama, Shino Inukai, Mitsumasa Koyanagi, Keiichi Inoue, Akihisa Terakita, Hideki Kandori
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 62 号: 8 ページ: 1347-1359
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.3c00022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reversible Photoreaction of a Retinal Photoisomerase, Retinal G Protein-Coupled Receptor RGR (2023)
  • 著者名/発表者名: Naoya Morimoto, Takashi Nagata, Keiichi Inoue
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 62 号: 9 ページ: 1429-1432
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.3c00084
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Resolved Detection of Light-induced Conformational Changes of Heliorhodopsin (2023)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Nakasone, Yuma Kawasaki, Masae Konno, Keiichi Inoue, Masahide Terazima
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 25 号: 18 ページ: 12833-12840
  • DOI: 10.1039/d3cp00711a
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rhodopsin-bestrophin fusion proteins from unicellular algae form gigantic pentameric ion channels (2022)
  • 著者名/発表者名: Rozenberg A,Kaczmarczyk I,Matzov D,Vierock J,Nagata T,Sugiura M,Katayama K,Kawasaki Y,Konno M,Nagasaka Y,Aoyama M,Das I,Pahima E,Church J,Adam S,Borin VA,Chazan A,Augustin S,Wietek J,Dine J,Peleg Y,Kawanabe A,Fujiwara Y,Yizhar O,Sheves M,Schapiro I,Furutani Y,Kandori H,Inoue K,Hegemann P,Beja O,Shalev-Benami M.
  • 雑誌名: Nature Structural & Molecular Biology 巻: 29 号: 6 ページ: 592-603
  • DOI: 10.1038/s41594-022-00783-x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Kinetic Study on The Molecular Mechanism of Light-driven Inward Proton Transport by Schizorhodopsins (2022)
  • 著者名/発表者名: Yuma Kawasaki, Masae Konno, Keiichi Inoue
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes 巻: 1864 号: 11 ページ: 184016-184016
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2022.184016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diverse Heliorhodopsins Detected via Functional Metagenomics in Freshwater Actinobacteria, Chloroflexi and Archaea (2022)
  • 著者名/発表者名: Ariel Chazan, Andrey Rozenberg, Kentaro Mannen, Takashi Nagata, Ran Tahan, Shir Yaish, Shirley Larom, Keiichi Inoue, Oded Beja, Alina Pushkarev
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: 24 号: 1 ページ: 110-121
  • DOI: 10.1111/1462-2920.15890
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Structural basis for channel conduction in the pump-like channelrhodopsin ChRmine. (2022)
  • 著者名/発表者名: Koichiro E. Kishi et al.
  • 雑誌名: Cell 巻: 185 号: 4 ページ: 672-689
  • DOI: 10.1016/j.cell.2022.01.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structural characterization of proton-pumping rhodopsin lacking a cytoplasmic proton donor residue by X-ray crystallography (2022)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Kano、del Carmen Mar?n Maria、Konno Masae、Bagherzadeh Reza、Murata Takeshi、Inoue Keiichi
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 298 号: 3 ページ: 101722-101722
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2022.101722
  • 査読あり
• [雑誌論文] Saccharibacteria Harness Light Energy Using Type-1 Rhodopsins That May Rely on Retinal Sourced from Microbial Hosts (2022)
  • 著者名/発表者名: Alexander L. Jaffe, Masae Konno, Yuma Kawasaki, Chihiro Kataoka, Oded Beja, Hideki Kandori, Keiichi Inoue, Jillian F. Banfield
  • 雑誌名: The ISME Journal 巻: オンライン公開 号: 8 ページ: 2056-2059
  • DOI: 10.1038/s41396-022-01231-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Thermostable Light-Driven Inward Proton Pump Rhodopsins (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuma Kawasaki, Masae Konno, Keiichi Inoue
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 779 ページ: 138868-138868
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2021.138868
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion Transport Activity Assay for Microbial Rhodopsin Expressed in Escherichia coli Cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Konno Masae、Inoue Keiichi、Kandori Hideki
  • 雑誌名: BIO-PROTOCOL 巻: 11 号: 15
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.4115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microbial Rhodopsins: The Last Two Decades (2021)
  • 著者名/発表者名: Andrey Rozenberg, Keiichi Inoue, Hideki Kandori, Oded Beja
  • 雑誌名: Annual Review of Microbiology 巻: 75 号: 1 ページ: 427-447
  • DOI: 10.1146/annurev-micro-031721-020452
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Pro219 is an Electrostatic Color Determinant in the Light-driven Sodium Pump KR2 (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuta Nakajima, Laura Pedraza-Gonzalez, Leonardo Barneschi, Keiichi Inoue, Massimo Olivucci, Hideki Kandori
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 4 号: 1 ページ: 1185-1185
  • DOI: 10.1038/s42003-021-02684-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Heliorhodopsin Evolution is Driven by Photosensory Promiscuity in Monoderms (2021)
  • 著者名/発表者名: Paul-Adrian Bulzu, Vinicius Silva Kavagutti, Maria-Cecilia Chiriac, Charlotte D. Vavourakis, Keiichi Inoue, Hideki Kandori, Adrian-Stefan Andrei, Rohit Ghai
  • 雑誌名: mSphere 巻: 6 号: 6
  • DOI: 10.1128/msphere.00661-21
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rhodopsins at a Glance (2021)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nagata, Keiichi Inoue
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 134 号: 22
  • DOI: 10.1242/jcs.258989
  • 査読あり
• [雑誌論文] TAT Rhodopsin Is an Ultraviolet-Dependent Environmental pH Sensor (2021)
  • 著者名/発表者名: Kataoka Chihiro、Sugimoto Teppei、Shigemura Shunta、Katayama Kota、Tsunoda Satoshi P.、Inoue Keiichi、Beja Oded、Kandori Hideki
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 60 号: 12 ページ: 899-907
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.0c00951
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Exploration of natural red-shifted rhodopsins using a machine learning-based Bayesian experimental design (2021)
  • 著者名/発表者名: Inoue Keiichi、Karasuyama Masayuki、Nakamura Ryoko、Konno Masae、Yamada Daichi、Mannen Kentaro、Nagata Takashi、Inatsu Yu、Yawo Hiromu、Yura Kei、Beja Oded、Kandori Hideki、Takeuchi Ichiro
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 4 号: 1 ページ: 362-362
  • DOI: 10.1038/s42003-021-01878-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Time-resolved serial femtosecond crystallography reveals early structural changes in channelrhodopsin (2021)
  • 著者名/発表者名: Oda Kazumasa、Nomura Takashi、Nakane Takanori、Yamashita Keitaro、Inoue Keiichi、Ito Shota、Vierock Johannes、Hirata Kunio、Maturana Andres D、Katayama Kota、( 32 authers )、Kandori Hideki、Hegemann Peter、Iwata So、Kubo Minoru、Nishizawa Tomohiro、Nureki Osamu
  • 雑誌名: eLife 巻: 10 ページ: 1-21
  • DOI: 10.7554/elife.62389
  • NAID: 120006996980
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Crystal Structure of Schizorhodopsin Reveals Mechanism of Inward Proton Pumping (2021)
  • 著者名/発表者名: Akimitsu Higuchi, Wataru Shihoya, Masae Konno, Tatsuya Ikuta, Hideki Kandori, Keiichi Inoue, Osamu Nureki
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 118 号: 14 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1073/pnas.2016328118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Schizorhodopsins: A novel family of rhodopsins from Asgard archaea that function as light-driven inward H+ pumps (2020)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue, Satoshi P. Tsunoda, Manish Singh, Sahoko Tomida, Shoko Hososhima, Masae Konno, Ryoko Nakamura, Hiroki Watanabe, Paul-Adrian Bulzu, Horia L. Banciu, Adrian Andrei, Takayuki Uchihashi, Rohit Ghai, Oded Beja, Hideki Kandori
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 6 号: 15
  • DOI: 10.1126/sciadv.aaz2441
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Gate-keeper of ion transport-a highly conserved helix-3 tryptophan in a channelrhodopsin chimera, C1C2/ChRWR (2020)
  • 著者名/発表者名: Nagasaka Yujiro、Hososhima Shoko、Kubo Naoko、Nagata Takashi、Kandori Hideki、Inoue Keiichi、Yawo Hiromu
  • 雑誌名: Biophysics and Physicobiology 巻: 17 号: 0 ページ: 59-70
  • DOI: 10.2142/biophysico.bsj-2020007
  • NAID: 130007879484
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Excitonic coupling effect on the circular dichroism spectrum of sodium-pumping rhodopsin KR2 (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto Kazuhiro J.、Inoue Keiichi
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics 巻: 153 号: 4 ページ: 045101-045101
  • DOI: 10.1063/5.0013642
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Active Learning of Bayesian Linear Models with High-Dimensional Binary Features by Parameter Confidence-Region Estimation (2020)
  • 著者名/発表者名: Inatsu Yu、Karasuyama Masayuki、Inoue Keiichi、Kandori Hideki、Takeuchi Ichiro
  • 雑誌名: Neural Computation 巻: 32 号: 10 ページ: 1998-2031
  • DOI: 10.1162/neco_a_01310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active Learning for Level Set Estimation Under Input Uncertainty and Its Extensions (2020)
  • 著者名/発表者名: Yu Inatsu, Masayuki Karasuyama, Keiichi Inoue, Ichiro Takeuchi
  • 雑誌名: Neural Computation 巻: 32 号: 12 ページ: 2486-2531
  • DOI: 10.1162/neco_a_01332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shining light on rhodopsin selectivity: How do proteins decide whether to transport H+ or Cl-? (2020)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 295 号: 44 ページ: 14805-14806
  • DOI: 10.1074/jbc.h120.016032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression analysis of microbial rhodopsin-like genes in Guillardia theta (2020)
  • 著者名/発表者名: Konno Masae、Yamauchi Yumeka、Inoue Keiichi、Kandori Hideki
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 15 号: 12 ページ: e0243387-e0243387
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0243387
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] AIによる高機能性タンパク質探索とデザイン (2023)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 第５回 発動分子科学サロン 「発動分子とAI」
  • 招待講演
• [学会発表] 分光学的手法と電気生理学的手法を用いたポンプ様チャネルロドプシン（ChRmine）のチャネル開閉機構の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 川﨑佑真、柴田 桂成、岸 孝一郎、寳本 俊輝、小野 稜平、福田 昌弘、八尾 寛、加藤英明、秋山 英文、井上 圭一
  • 学会等名: 第11回日本生物物理学会関東支部会
• [学会発表] 化学の視点で探る微生物ロドプシンの不思議と可能性 (2023)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 大阪公立大学・第１回学際化学若手育成シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 新奇光受容タンパク質ベストロドプシンの特異な発色団光異性化反応 (2023)
  • 著者名/発表者名: 永田 崇、川﨑 佑真、今野 雅恵、長坂 勇次郎、青山 真子、片山 耕大、Andrey Rozenberg, Igor Kaczmarczyk, Donna Matzov, Moran Shalev-Benami, Oded Beja, 神取 秀樹、井上 圭一
  • 学会等名: 日本化学会第103春季年会
• [学会発表] カチオンチャネルロドプシンC1C2のチャネル開閉におけるレチナールの構造変化とプロトン移動の役割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一、柴田 桂成、小田 和正、西澤 知宏、挾間 優治、小野 稜平、寳本 俊輝、Reza Bagherzadeh、八尾 寛、濡木 理、秋山 英文
  • 学会等名: 第22回日本蛋白質科学会年会
• [学会発表] 高熱安定性光駆動型内向きH+ポンプロドプシンの高温環境下での機能活性評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 川﨑佑真、今野雅恵、井上圭一
  • 学会等名: 第22回日本蛋白質科学会年会
• [学会発表] ２種類の高熱安定性光駆動型内向きH+ポンプロドプシンの高温環境下での機能活性評価と比較 (2022)
  • 著者名/発表者名: 川﨑佑真、今野雅恵、井上 圭一
  • 学会等名: 第48回生体分子科学討論会
• [学会発表] タンパク質内プロトン移動が微生物ロドプシンの光機能を生み出すしくみ (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 物性研短期研究会「理論タンパク質物性科学の最前線：理論と実験との密な協働」
• [学会発表] レチナール光異性化酵素として機能する動物ロドプシンの光吸収・反応特性の解析+ポンプロドプシンの高温環境下での機能活性評価と比較 (2022)
  • 著者名/発表者名: 森本 直也、永田 崇、井上 圭一
  • 学会等名: 物性研短期研究会「理論タンパク質物性科学の最前線：理論と実験との密な協働」
• [学会発表] Natural Photoreceptive-Protein Toolbox of Microbial Rhodopsins (2022)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 学会等名: 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electrooptics (CLEO)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 新奇微生物ロドプシン・ベストロドプシンの発色団特性とその構成的理解 (2022)
  • 著者名/発表者名: 永田 崇、川﨑 佑真、今野 雅恵、長坂 勇次郎、青山 真子、片山 耕大、Andrey Rozenberg, Igor Kaczmarczyk, Donna Matzov, Moran Shalev-Benami, Oded Beja, 神取 秀樹、井上 圭一
  • 学会等名: 第22回日本光生物学協会年会
• [学会発表] 土壌細菌由来新奇光駆動型Cl-ポンプロドプシンとそのイオン輸送機構 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石塚 智大、鈴木 花野、川﨑 佑真、今野 雅恵、村田 武士、井上 圭一
  • 学会等名: 第22回日本光生物学協会年会
• [学会発表] 藻類の光受容型巨大イオンチャネル複合体 ―ベストロドプシン― (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 生理学研究所研究会「構造情報を基盤とした膜機能分子の生理機能理解に向けて」
  • 招待講演
• [学会発表] 光開閉型陽イオンチャネルロドプシンChRmineの発色団構造変化の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 川﨑佑真、柴田 桂成、岸 孝一郎、寳本 俊輝、小野 稜平、福田 昌弘、八尾 寛、加藤英明、秋山 英文、井上 圭一
  • 学会等名: 第16回分子科学討論会
• [学会発表] 深部神経活動磁場操作に向けた新規分子ツール開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 第60回日本生物物理学会年会
• [学会発表] Conversion of light-driven outward proton pump rhodopsin into inward proton pump (2022)
  • 著者名/発表者名: Maria Del Carmen Marin Perez、Masae Konno、Hiromu Yawo、Keiichi Inoue
  • 学会等名: 第60回日本生物物理学会年会
• [学会発表] 新奇微生物ロドプシン・ベストロドプシンのユニークな発色団レチナール異性化特性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 永田 崇、川﨑 佑真、今野 雅恵、長坂 勇次郎、青山 真子、片山 耕大、Andrey Rozenberg, Igor Kaczmarczyk, Donna Matzov, Moran Shalev-Benami, Oded Beja, 神取 秀樹、井上 圭一
  • 学会等名: 第60回日本生物物理学会年会
• [学会発表] 宿主由来のレチナールを利用する共生古細菌Saccharibacteria由来Type-1ロドプシンの分子特性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 今野 雅恵、Alexander L. Jaffe、川﨑佑真、片岡 千尋、Oded Beja、神取 秀樹、Jillian F. Banfield、井上 圭一
  • 学会等名: 第60回日本生物物理学会年会
• [学会発表] 磁気刺激による細胞活動制御のための磁気レシーバー・磁気刺激システムの開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 宝本 俊輝、八尾 寛、長坂 勇次郎、吉岡 輝、関野 正樹、井上 圭一
  • 学会等名: 第60回日本生物物理学会年会
• [学会発表] 高熱安定性光駆動型内向き H+ポンプロドプシンにおける熱安定性要因の研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 川﨑 佑真、今野 雅恵、井上 圭一
  • 学会等名: 第60回日本生物物理学会年会
• [学会発表] 新奇塩化物イオンポンプロドプシンの輸送メカニズム研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石塚 智大、鈴木 花野、川﨑 佑真、今野 雅恵、村田 武士、井上 圭一
  • 学会等名: 第60回日本生物物理学会年会
• [学会発表] Discovery and functional analysis of novel retinal proteins (2022)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 学会等名: The Sir Martin Wood Prize Lecture - Stuttgart
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 新奇光駆動型イオンポンプによる塩化物イオン輸送機構 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石塚 智大、鈴木 花野、川﨑 佑真、今野 雅恵、村田 武士、井上 圭一
  • 学会等名: 第12回CSJ化学フェスタ2022
• [学会発表] Discovery and functional analysis of novel retinal proteins (2022)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 学会等名: The Sir Martin Wood Prize Lecture - Oxford
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Discovery and functional analysis of novel retinal proteins (2022)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 学会等名: The Sir Martin Wood Prize Lecture - Cambridge
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Discovery and functional analysis of novel retinal proteins (2022)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 学会等名: The Sir Martin Wood Prize Lecture - Manchester
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] What determines the rate of reaction process of ion-transporting rhodopsins? (2022)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 学会等名: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of a dark-active, light-inactivated optogenetic tool for controlling G protein signaling toward vision restoration (2022)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nagata
  • 学会等名: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Conversion of light-driven outward proton pump rhodopsin into inward proton pump (2022)
  • 著者名/発表者名: Maria Del Carmen Marin Perez、Masae Konno、Hiromu Yawo、Keiichi Inoue
  • 学会等名: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular characterization of proton-pumping rhodopsin from Saccharibacteria that may use host-derived all-trans retinal (2022)
  • 著者名/発表者名: Masae Konno、Alexander L. Jaffe、Yuma Kawasaki、Chihiro Kataoka、Oded Beja、Hideki Kandori、Jillian F. Banfield、Keiichi Inoue
  • 学会等名: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • 国際学会
• [学会発表] Unique ion transport mechanism by novel chloride pump rhodopsin from soil bacteria (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Ishizuka、Kano Suzuki、Yuma Kawasaki、Masae Konno、Takeshi Murata、Keiichi Inoue
  • 学会等名: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • 国際学会
• [学会発表] The dynamics of two gates of pump-like channel rhodopsin, ChRmine, revealed by a combination of spectroscopic and electrophysiological studies (2022)
  • 著者名/発表者名: Keisei Shibata、Yuma Kawasaki、Koichiro Kishi、Shunki Takaramoto、 Ryohei Ono、 Masahiro Fukuda、 Hiromu Yawo、Hideaki Kato、 Hidefumi Akiyama、Keiichi Inoue
  • 学会等名: 19th International Conference on Retinal Proteins (ICRP2022)
  • 国際学会
• [学会発表] 微生物ロドプシンのメカニズム研究と植物オプトジェネティクスへの応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 今野 雅恵
  • 学会等名: ISSP Workshop「物性女性若手研究交流会2022」
  • 招待講演
• [学会発表] Functional conversion of light-driven outward proton pump rhodopsin (2022)
  • 著者名/発表者名: Maria Del Carmen Marin Perez
  • 学会等名: ISSP Workshop「物性女性若手研究交流会2022」
  • 招待講演
• [学会発表] ロドプシンが織り成す新時代の光生物学 (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: The Sir Martin Wood Prize Lecture - Nagoya
  • 招待講演
• [学会発表] 多角的時間分解計測によるタンパク質の反応ダイナミクスの理解 (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 令和4年度 「高速分子動画」シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Photochemistry of rhodopsins in the microorganism world (2022)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 学会等名: ICPAC KK 2022
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 土壌細菌由来新奇Cl-ポンプロドプシンによるイオン輸送機構の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石塚 智大、鈴木 花野、川﨑 佑真、今野 雅恵、村田 武士、井上 圭一
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会第48回討論会
• [学会発表] 光ではたらく膜タンパク質 ―ロドプシンの多彩な機能と光遺伝学― (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 第6回CURIEセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 細菌由来新奇Cl-ポンプロドプシンの輸送メカニズム研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石塚 智大、川﨑 佑真、今野 雅恵、井上 圭一
  • 学会等名: 第11回日本生物物理学会関東支部会
• [学会発表] レチナール光異性化酵素ロドプシンRGRの光吸収・反応特性の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 森本 直也、永田 崇、井上 圭一
  • 学会等名: 第11回日本生物物理学会関東支部会
• [学会発表] Study on the dynamics of channel opening and closing of cation channelrhodopsin, C1C2 (2022)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue、Keisei Shibata、 Kazumasa Oda、Tomohiro Nishizawa、Yuji Hazama、Ryohei Ono、Shunki Takaramoto、Reza Bagherzadeh、Hiromu Yawo、Osamu Nureki、Hidefumi Akiyama
  • 学会等名: 日本化学会 第102春季年会（2022）
• [学会発表] 機械学習を用いたロドプシンの吸収波長予測法とオプトジェネティクスツール開発への応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一、烏山 昌幸、神取 秀樹、竹内 一郎
  • 学会等名: ISSPワークショップ：開放系トポロジーと生体・量子・統計物理
• [学会発表] レチナール光異性化酵素として働くロドプシンの光吸収・反応特性の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 森本 直也、永田 崇、井上 圭一
  • 学会等名: ISSPワークショップ：開放系トポロジーと生体・量子・統計物理
• [学会発表] 光駆動タンパク質ロドプシンのもたらす生物と光の新たな関係 (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: バイオインダストリー協会"・未来へのバイオ技術" 勉強会「光と音の遺伝子応答とオプトジェネティクス」
  • 招待講演
• [学会発表] アスガルドアーキア由来の新奇光駆動型内向きプロトンポンプ：シゾロドプシンの機能・分光・構造研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一、志甫谷 渉、今野 雅恵、樋口 晶光、但馬 聖也、古谷 祐詞、川﨑 佑真、永田 崇、八尾 寛、川村 出、神取 秀樹、濡木 理
  • 学会等名: 第47回生体分子科学討論会
• [学会発表] Methanoculleus 属アーキア由来シゾロドプシンの熱安定性研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 川﨑 佑真、今野 雅恵、井 上圭一
  • 学会等名: 第47回生体分子科学討論会
• [学会発表] ロドプシンの色を変える：構造・理論・機械学習的アプローチ (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 電気学会 光・量子デバイス研究会「革新的材料の創出とデバイス応用」
  • 招待講演
• [学会発表] 光エネルギーを使って内向きにプロトンを輸送するロドプシンの構造とダイナミクス (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 第21回日本蛋白質科学会年会・ワークショップ「高速分子動画：タンパク質の構造機能相関研究の最先端」
  • 招待講演
• [学会発表] Methanoculleus 属古細菌由来新奇シゾロドプシンの熱安定性評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 川﨑 佑真、今野 雅恵、井 上圭一
  • 学会等名: 第21回日本蛋白質科学会年会
• [学会発表] アスガルドアーキアは光をつかう？―ロドプシンを用いた光受容と新奇シゾロドプシンファミリ― (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 極限環境生物学会・第22回シンポジウム「微生物ダークマターへの挑戦」
  • 招待講演
• [学会発表] 自然界の光分子ツールボックス―微生物ロドプシンの科学を理解する― (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 第19回 “光”機到来！Ｑコロキウム
  • 招待講演
• [学会発表] 高温環境由来新奇シゾロドプシンの熱安定性研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 川﨑 佑真、今野 雅恵、井上 圭一
  • 学会等名: 第15回分子科学討論会
• [学会発表] 真核生物の起源に関わる新奇光受容型膜タンパク質ロドプシンの機能メカニズム研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 山田科学振興財団・2021年度研究交歓会
  • 招待講演
• [学会発表] 高温環境から発見されたシゾロドプシンの熱安定性研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 川﨑 佑真、今野 雅恵、井上 圭一
  • 学会等名: 第11回CSJ化学フェスタ2021
• [学会発表] DTGロドプシンのX線結晶構造解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一、鈴木 花野、今野 雅恵、Reza Bagherzadeh、Andrey Rozenberg、Maria del Carmen Marin、Oded Beja、村田 武士
  • 学会等名: 第59回生物物理学会年会
• [学会発表] 視覚再生に向けた暗活性・光不活性化GPCR型光遺伝学ツールの開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 永田 崇
  • 学会等名: 第59回生物物理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] シグナルペプチドを持つMarine group II 古細菌由来Clade-Cロドプシンの分子特性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 今野 雅恵、Bu Xu、Apoorva Prabhu、Yang Liu、Meng Li、Oded Beja、Chuanlun Zhang、Christian Rinke、Lu Fan、井上 圭一
  • 学会等名: 第59回生物物理学会年会
• [学会発表] Color Tuning of Microbial Rhodopsin Proteins: Combined Spectroscopic and QM/MM Modeling Studies (2021)
  • 著者名/発表者名: Maria del Carmen Marin Perez、Konno Masae、Laura Pedraza-Gonzalez、Luca De Vico、Massimo Olivucci、Keiichi Inoue
  • 学会等名: 第59回生物物理学会年会
• [学会発表] 高温環境由来のアーキアから発見されたシゾロドプシンの熱安定性研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 川﨑 佑真、今野 雅恵、井上 圭一
  • 学会等名: 第59回生物物理学会年会
• [学会発表] レチナール光異性化酵素として働く動物ロドプシンの分光学的解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 森本 直也、永田 崇、井上 圭一
  • 学会等名: 第59回生物物理学会年会
• [学会発表] 機械学習による微生物ロドプシンの吸収波長予測 (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一、烏山 昌幸、神取 秀樹、竹内 一郎
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Color Tuning of Microbial Rhodopsin Proteins: Combained Spectroscopic and QM/MM Modeling Studies (2021)
  • 著者名/発表者名: Maria del Carmen Marin Perez、今野 雅恵、Laura Pedraza-Gonzalez、Luca De Vico、Massimo Olivucci、井上 圭一
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] The diversity and the molecular mechanism of light-driven inward proton pump rhodopsins (2021)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pachific Basin Societies (Pacifichem) 2021
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Red-shifting mutation of light-driven sodium-pump rhodopsin (2021)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue、Maria del Carmen Marin Perez、Sahoko Tomida、Ryoko Nakamura、Yuta Nakajima、Massimo Olivucci、Hideki Kandori
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pachific Basin Societies (Pacifichem) 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Detection of Functional Processes of Photoreceptive Proteins by Muon (2021)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue, Tamiko Kiyotani, Ichiro Tanaka
  • 学会等名: ISIS Muon Illumination Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular physiological study on rhodopsin-based visual and non-visual photoreceptions of a jumping spiser (2021)
  • 著者名/発表者名: 永田 崇
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第43回札幌大会
  • 招待講演
• [学会発表] Spectral characterization of vertebrate opsins acting as a retinal photoisomerase (2021)
  • 著者名/発表者名: 森本 直也、永田 崇、井上 圭一
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第43回札幌大会
• [学会発表] ISSPワークショップ「物性科学におけるデータ科学の今と未来」 (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: タンパク質のボトムアップ機能向上への機械学習法の応用
  • 招待講演
• [学会発表] BPS - Biophysical Society 65th Annual Meeting (2021)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 学会等名: Photobiology of new microbial rhodopsins
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 第3回晝間輝夫光科学賞・令和2年度研究助成金贈呈式 (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 新奇な微生物型ロドプシンの光機能およびその光反応メカニズム
  • 招待講演
• [学会発表] 第72回日本生物工学会大会・シンポジウム「ボトムアップ生物工学」 (2020)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 光駆動タンパク質ロドプシンの分子機能エンジニアリング
  • 招待講演
• [学会発表] 第58回日本生物物理学会年会・シンポジウム「Biomolecular Design to Control Their Functions」 (2020)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 微生物ロドプシンの機能と色の制御
  • 招待講演
• [学会発表] 第58回日本生物物理学会年会 (2020)
  • 著者名/発表者名: 永田 崇、烏山 昌幸、竹内 一郎、中島 悠、吉澤 晋、井上 圭一
  • 学会等名: Mutational analysis of the mechanism of an absorption red shift in a marine bacterial Cl--pumping rhodopsin
• [学会発表] 第58回日本生物物理学会年会 (2020)
  • 著者名/発表者名: 今野 雅恵、八尾 寛、神取 秀樹、井上 圭一
  • 学会等名: Development of a light regulatory system of membrane potential in plant cells
• [学会発表] 第58回日本生物物理学会年会 (2020)
  • 著者名/発表者名: 長坂 勇次郎、細島 頌子、神取 秀樹、井上 圭一、八尾 寛
  • 学会等名: The gate-keeper role of a highly conserved helix-3 tryptophan for ion transport of the channelrhodopsin chimera, C1C2/ChRWR
• [学会発表] 第58回日本生物物理学会年会 (2020)
  • 著者名/発表者名: 萬年 健太郎、永田 崇、Oded Beja、井上 圭一
  • 学会等名: Biophysical characterization of different members of TAT rhodopsins: a new group of microbial rhodopsins
• [学会発表] MPI-FKF Seminar (2020)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 学会等名: Sir Martin Wood Prize Lecture: The emerging world of microbial rhodopsins in photobiology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] MRC LMB Seminar (2020)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 学会等名: Sir Martin Wood Prize Lecture: The emerging world of microbial rhodopsins in photobiology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 第43回日本分子生物学会年会 (2020)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一、志甫谷 渉、今野 雅恵、樋口 晶光、但馬 聖也、古谷 祐詞、川﨑 佑真、永田 崇、八尾 寛、川村 出、神取 秀樹、濡木 理
  • 学会等名: 光駆動型内向きプロトンポンプ、シゾロドプシンのプロトン輸送メカニズム
• [学会発表] 日本生体エネルギー研究会第46回討論会 (2020)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一、志甫谷 渉、今野 雅恵、樋口 晶光、但馬 聖也、古谷 祐詞、川﨑 佑真、永田 崇、八尾 寛、川村 出、神取 秀樹、濡木 理
  • 学会等名: 光駆動型内向きH+ポンプ型シゾロドプシンのH+輸送メカニズムの分光及び構造研究
• [学会発表] 日本生体エネルギー研究会第46回討論会 (2020)
  • 著者名/発表者名: 永田 崇、烏山 昌幸、中島 悠、吉澤 晋、竹内 一郎、井上 圭一
  • 学会等名: 海洋性細菌のCl-ポンプロドプシンにおける波長制御メカニズムの変異体解析
• [学会発表] 日本生体エネルギー研究会第46回討論会 (2020)
  • 著者名/発表者名: 萬年 健太郎、永田 崇、戸叶 貴也、内橋 貴之、Oded Beja、井上 圭一
  • 学会等名: TATロドプシンのpKaと多量体形成の制御における保存されたグルタミン酸の役割
• [学会発表] 日本バイオインダストリー協会・発酵と代謝研究会勉強会 (2020)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 学会等名: 微生物ロドプシンの吸収波長の自在制御に向けた機械学習法の開発
  • 招待講演
• [学会発表] 日本化学会 第101春季年会 (2021) (2020)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一、志甫谷 渉、今野 雅恵、樋口 晶光、但馬 聖也、古谷 祐詞、川﨑 佑真、永田 崇、八尾 寛、川村 出、神取 秀樹、濡木 理
  • 学会等名: アスガルド古細菌の持つ新奇光駆動型内向きプロトンポンプ、シゾロドプシンの輸送メカニズム
• [図書] ロドプシンを用いた光受容と新奇シゾロドプシンファミリー (2023)
  • 著者名/発表者名: 井上 圭一
  • 総ページ数: 265
  • 出版者: シーエムシー出版
  • ISBN: 9784781317328
• [図書] Optogenetics: Light-Sensing Proteins and Their Applications in Neuroscience and Beyond (2021)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Inoue
  • 総ページ数: 37
  • 出版者: Springer Nature
  • ISBN: 9789811587634
• [備考] 東京大学物性研究所・井上研究室
  • URL: https://inoue.issp.u-tokyo.ac.jp/index.html
• [備考] ISSP Publications Database
  • URL: http://pubs.issp.u-tokyo.ac.jp/index.php