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2022 年度 研究成果報告書

ロドプシンの個性を生かした生命現象の革新的光操作法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 21K15054
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43040:生物物理学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

小島 慧一  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (60819267)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワードロドプシン / 光受容タンパク質 / 光操作 / オプトジェネティクス
研究成果の概要

ロドプシンは、レチナールを発色団とする7回膜貫通型光受容タンパク質であり、多様な分子特性(例:吸収波長、光反応性)と分子機能(例:Gタンパク質共役型受容体、イオンポンプ、イオンチャネル)を示す。ロドプシン分子は、動物細胞や個体の生理機能を光で操作する技術「オプトジェネティクス(光遺伝学)」のツールとして注目されている。本研究では、後生動物や微生物が持つ多様なロドプシン分子の解析を行い、その分子の作動原理の理解に成功した。さらには、動物細胞や個体へと適用することで、生命現象を光で操作できる新規ツールの開発にも成功した。

自由記述の分野

生物物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、ロドプシンは、光で生物個体や細胞の機能を制御する技術・オプトジェネティクスのツールとして生命科学分野で注目されている。本研究課題では、生物界に存在する多様なロドプシン分子の解析により、新しい分子(例:青色光感受性アニオンチャネル、可視光感受性Gq活性型ロドプシン、高効率性Naポンプ)を見出し、オプトジェネティクスを支える分子基盤の拡張に成功した。さらに、新しいオプトジェネティクス(例:薬物誘導性膜電位変化観察、細胞死の制御)の開発にも成功した。これらの成果により、様々な生命機能を制御できる光操作技術が進歩し、生命科学分野の発展につながると期待できる。

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公開日: 2024-01-30  

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