2020 年度研究成果報告書

フォトスイッチ電位センサーの創製

研究課題

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研究課題/領域番号	18K19299
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	香川大学
研究代表者	藤原祐一郎香川大学, 医学部, 教授 (20532980)
研究期間 (年度)	2018-06-29 – 2021-03-31
キーワード	イオンチャネル
研究成果の概要	脳や心臓の機能をはじめとした私たちの生体機能は電気信号によって生み出されている。その電気信号を生み出すのが、電位依存性チャネルという膜機能分子であることはよく知られている。生体の電気信号を操り人体の機能を操作する試みは現在盛んにおこなわれている。電位依存性チャネルの電位センサーの構造と動作機構に基づき、新規の光駆動性イオンチャネルおよび光駆動性膜機能蛋白質を創製することを試みた。高速で光異性化を起こすアゾベンゼンを利用して、イオンチャネルの電位センサーヘリックスを動かし、光によるイオンチャネル活性の制御や電位センサーに付加した酵素などの機能分子の制御を行った。
自由記述の分野	生理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	共通ドメインである電位センサーをターゲットにすることで、種々の電位依存性チャネルに適用できるため、これまでの光駆動性ツールにはない、ネイティブチャネルの高いイオン選択性と膜局在・分子会合を保つ光駆動チャネルを次々に作成することが可能となる。これらにより、分子構造や動作機構に立脚して戦略的に光駆動チャネル・光駆動性膜蛋白を創製するプラットフォームを構築する。出来上がった光駆動分子は将来的に神経科学研究や細胞内小器官などの膜機能研究に柔軟かつ広汎に利用できる期待が持て、様々な光駆動性膜蛋白質をデザインする研究へ発展する可能性がある。