| 研究課題/領域番号 |
21K06093
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分43030:機能生物化学関連
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
|---|
研究代表者 |
新井 栄揮 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 上席研究員 (00391269)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
|
|---|
| キーワード | 磁覚 / X線小角散乱 / タンパク質 / 相互作用 / Ｘ線小角散乱 / 熱安定性 / リアルタイムPCR / 立体構造 / 蛋白質 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
多くの生物は磁気を認識する感覚（磁覚）を有する。網膜細胞に存在する蛋白質クリプトクロム(CRY)が磁気を検出しうることが知られるが、磁気情報をCRYから神経系に伝達する物質(CRY-R)は同定されておらず、磁気情報を知覚化する機構は解明されていない。本研究では分光学的・熱力学的手法等を駆使してCRY-Rを同定し、その構造・物性・CRYとの相互作用様式などを明らかにし、磁気情報伝達機構の解明に挑む。得られる知見は、磁場による生物影響の量子論～分子論的解明や、磁場を介して細胞内外での分子挙動・機能を制御できるCRY/CRY-R融合蛋白質開発など、量子生命科学分野の開拓や新奇的技術開発などに資する。
|
| 研究成果の概要 |
光受容蛋白質の一種であるCRY4は、鳥類における磁気感覚を担う物質の一つと考えられている。本研究では、X線小角散乱法を駆使し、代表的磁覚保有種であるヨーロッパコマドリ由来erCRY4の三次構造や自己会合性が光応答的に変化することを幅広い空間分解能スケールで明らかにした。また、電位依存性カリウムチャンネルサブファミリーVの細胞内ドメインの一部(erKCNV2-2)がerCRY4と相互作用することを明らかにし、その相互作用によってerCRY4が空間秩序的に配列した会合体を形成しうることを発見した。得られた知見は、erCRY4を起点とした磁場情報知覚化の機構解明に資する。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本成果は、CRY仮説の大きな問題点の一つである量子論的現象と分子論的機構の接点の解明に資するものであり、磁気感覚の蛋白質分子基盤の解明に大きく貢献する。また、本成果は、磁場情報と感覚モダリティとの関係性を調べる際の重要な基礎的知見の一つとなる。将来的には、erCRY4やerKCNV2と構造的に相同なCRYやCRY-R候補分子を保有する生物種をゲノム情報等から網羅的に調べることで、磁場影響を受けやすい生物種を分子論的に推定することが可能になると期待できる。このようなアプローチは、人工磁場等の生物影響を体系的に研究するための新たな手段となり得る。
|
