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2023 年度 研究成果報告書

膜配向制御による光遺伝学ツールのデザイン

研究課題

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研究課題/領域番号 20K15900
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分46010:神経科学一般関連
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

細島 頌子  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (90847914)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード微生物ロドプシン / ヘリオロドプシン / チャネルロドプシン / 光遺伝学 / オプトジェネティクス
研究成果の概要

本研究において、円石藻に感染するウイルスの持つヘリオロドプシン(V2HeR3)が、光依存的にプロトンを輸送することを世界に先駆けて明らかにした。またV2HeR3アミノ酸置換体を用いて、イオン輸送に必須なアミノ酸残基の同定を行い、イオン輸送機構を明らかにし、さらにV2HeR3発現ニューロンにおいて光依存的な活動電位の発生に成功した。またクリプト藻の微生物ロドプシン(GtCCR1-5)の光感度やOFF時定数の測定を行った。その結果、GtCCR4の光に対する応答性がChR2の30倍高いことを明らかにした。この発見は微生物ロドプシンを利用した視覚再生を実現する上でのボトルネックを解消することができる。

自由記述の分野

生物物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

円石藻ウイルスの持つヘリオロドプシンが、光依存的にプロトンを輸送することを世界に先駆けて明らかにした。本研究はヘリオロドプシンを膜配向制御に利用しようと開始したため、その機能が明らかになったことは想定外の発見であった。円石藻は海洋中の二酸化炭素を固定するため、海洋の炭素循環に重要な役割を担っている。円石藻の大量発生は白潮を発生させ、海洋の環境悪化を引き起こす。白潮は円石藻ウイルスの感染により崩壊することが知られているが、本研究からヘリオロドプシンが光を使って円石藻の崩壊を促す可能性が示唆され、地球環境の観点からも注目された。

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公開日: 2025-01-30  

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