| 研究課題/領域番号 |
20K21382
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
八尾 寛 東京大学, 物性研究所, 特任研究員 (00144353)
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| 研究分担者 |
井上 圭一 東京大学, 物性研究所, 准教授 (90467001)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| キーワード | ミトコンドリア / エネルギー / オプトジェネティクス / 光遺伝学 / 外向きH+ポンプ / ロドプシン / ターゲティングシグナル / 蛍光タンパク質 |
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| 研究成果の概要 |
ミトコンドリア内膜トランスロカーゼ複合体結合タンパク質由来のTim29[1-89]を利用し、微生物由来のH+ポンプロドプシンをミトコンドリア内膜へターゲッティングすることにより、ミトコンドリアエネルギー代謝を光依存的に制御するシステムの開発に挑戦した。Tim29[1-89]のC末にH+プロトンポンプのArchT を配位したタンパク質の細胞内局在は、ミトコンドリアマーカーと一致しなかった。また、細胞膜に発現し、黄色光依存的にH+を細胞外へ輸送した。ミトコンドリアマトリックスにおいては、光依存的なpHの変動が認められなかった。Tim291-89以外のターゲティングシグナルの探索が今後の課題である。
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| 自由記述の分野 |
光遺伝学、神経生理学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ミトコンドリアのエネルギー代謝によりもたらされるATPと熱産生は、生体機能にとり、普遍的かつ不可欠の要素である。また、ヒトにおいてミトコンドリアのエネルギー産生能の低下がミトコンドリア病の主要な原因だが、有効な治療法がない。本研究は、ミトコンドリアエネルギー代謝を光操作する技術の開発であり、その生理、病態生理の解明をそくしんするとともに、細胞内局所のライブイメージング技術などと組み合わせることにより、新しい科学の創出が展望される。本技術を微生物・家畜・農作物に応用することにより、食糧生産を効率化するとともに、生物由来のCO2排出量を削減し、地球温暖化を防止する科学技術の創発が見込まれる。
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