研究課題
近年、オプトジェネティクスなどの光を使った新しい技術の台頭に代表されるように、生体分子の挙動を光によって厳密に制御し、それによって細胞あるいは個体レベルでの生命機能をコントロールしようとする研究が精力的に行われている。生きている動物の目的通りの細胞活動だけを光で自在に変化させることができれば、細胞情報伝達システムや組織ネットワークを理解することに繋がると期待できる。本研究では、そのような背景から、特に自己集合蛋白質に焦点を当て、生体の光操作技術開発に貢献する光応答性分子デバイスの開発を目指した。 光受容蛋白質photoactive yellow protein (PYP)を遺伝子工学的手法によって、自己集合蛋白質の一つである黄色ブドウ球菌由来の孔形成毒素α-hemolysin (Hla)に融合し、物質の膜透過性をコントロールするための生体分子デバイスを二種類(N-PYP-HlaおよびC-PYP-Hla)構築した。分光学的解析により、いずれも光反応サイクルを保持していることが明らかとなった。光照射下、非照射下での羊赤血球に対する溶血速度を比較したところ、光照射下において孔形成能が阻害されることが示唆された。発色団を持たないPYP融合体では、そのような光応答性は確認されなかったことから、PYPの融合によってHlaの機能をコントロールすることが出来たと結論付けた。これらの結果は、新規の光応答型孔形成蛋白質として論文に纏めるに至った。さらに、他の自己集合蛋白質への部位特異的修飾を可能にするため、化学修飾に対応する種々の改変型PYPの創製を行った。分光学的解析により、野生型と類似した光反応サイクルを保持する分子種を特定することができた。現在、これを用いた光応答型機能分子の構築を行っている段階であり、PYPのモジュール化光応答性分子としての広範な応用が期待できる。
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