新規細胞内環境モニター蛍光タンパク質開発技術の確立

2017 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15K14229
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 久堀 徹 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40181094)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: レドックス / 蛍光タンパク質 / チオレドキシン / FRET / BRET / 環境センサー

研究成果の概要

本研究は、生体内の微細環境をリアルタイムモニターする細胞内環境モニター蛍光タンパク質の開発を目指した。特に注目したのは、細胞内のレドックス変化のモニターと生体内低分子代謝産物のモニターである。生体内のレドックス状態変化については、既に開発したOba-QやRe-Qの設計思想を活かして、新たに細胞内の酸化還元制御の鍵タンパク質であるチオレドキシンのレドックス状態を直接モニターすることの出来るタンパク質の開発に成功した。生体内の低分子代謝産物に関しては、十分な蛍光変化を示すタンパク質を得るには到らなかった。

自由記述の分野

植物生化学、生体エネルギー変換

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、我々が最近成功した環境応答型蛍光タンパク質の開発実績を踏まえて、細胞内の様々な代謝産物の増減をリアルタイムで直接モニターすることの出来る新規細胞内環境モニター蛍光タンパク質を開発するための技術を確立することを目指した。その結果、光環境の変化に応じて植物の生理機能を調節するタンパク質として最も重要なチオレドキシンの状態変化をリアルタイムにモニターできるタンパク質CROSTを新たに開発した。このタンパク質は、論文発表後、国際的な反響も大きくすでにドイツの研究者とMTAを締結して、遺伝子の供与を行っている。