光熱エネルギー変換タンパク質ヒーターによる細胞操作技術開発

• 研究課題/領域番号: 24K21930
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 水野 操 京都大学, 理学研究科, 准教授 (10464257)
• 研究期間 (年度): 2024-06-28 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2024年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: タンパク質ヒーター / 光熱変換 / 細胞操作 / ヘムタンパク質

研究開始時の研究の概要

高効率光熱エネルギー変換素子であるヘムを有するタンパク質を分子ヒーターとして用いた光スイッチングによる新規細胞操作技術を開発する。細胞膜上に発現する温度感受性イオンチャネルタンパク質にヘムタンパク質ヒーターをカップルさせ、光スイッチングによる高効率なイオン透過技術を生み出す。この実現には、ヒーター分子の細胞内での発現密度の向上を図る。また、タンパク質ヒーターの高効率化のために、分子内に複数のヘムをもつタンパク質をヒーターとして利用する。タンパク質ヒーターをオルガネラ選択的に発現させることで、細胞内の特定部位における熱シグナル産生を行い、細胞応答を観測する。