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2016 年度 実績報告書

組織レベルのイメージングと光遺伝学に向けた遠赤色光プローブ/スイッチ開発

研究課題

研究課題/領域番号 26702036
研究機関静岡大学

研究代表者

成川 礼  静岡大学, 理学部, 講師 (30456181)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードオプトジェネティクス / 遠赤色光 / cAMP / シアノバクテリオクロム
研究実績の概要

昨年度において、ビリベルジン(BV)を結合できないAnPixJg2というシアノバクテリオクロムに8つの変異を導入することで、BV結合能を付与することに成功していたが、さらに構造情報を基に変異解析を進めることで、最少2アミノ酸の変異導入により、BV結合能を付与できることを解明した。さらに、同等の変異を他のシアノバクテリオクロム(AnPixJg4, AM1_1870g4)に導入することで、BV結合能を付与することにも成功している。これらの成果について、現在、投稿準備中である。また、通常のシアノバクテリオクロムは、二つの光質吸収型が安定であるため、吸収状態の変換には二つの光質を利用する必要があったが、赤色光によって変換し、暗状態で速やかに戻るタイプ(AnPixJg4)と、緑色光によって光変換し、暗状態で速やかに戻るタイプ(cce_4193g1)の新規暗反転型シアノバクテリオクロムの同定に成功し、それぞれPhotochem. Photobiol. 誌とBiochemistry誌に報告している。さらに、赤色光で活性化し暗反転するシアノバクテリオクロムを利用し、アデニル酸シクラーゼの活性を制御することにも成功している。最終的に、哺乳類の培養細胞でcAMP光制御系を構築するための実験が現在、進行中である。こちらのドメインに関しては、変異導入によりBV結合能付与にも成功しているため、遠赤色光で活性化し暗反転する分子の開発が期待される。蛍光プローブに関しては、赤色光照射によって、培養細胞から強い蛍光を発する分子の開発に成功した。こちらも投稿論文を準備中である。遠赤色光を吸収し、近赤外蛍光を発する分子についても開発を進めたが、こちらに関しては、現在までのところ、量子収率の高い分子の設計には成功していないが、課題終了後も引き続き変異導入を進める予定である。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Distinctive Properties of Dark Reversion Kinetics between Two Red/Green-Type Cyanobacteriochromes and their Application in the Photoregulation of cAMP Synthesis2017

    • 著者名/発表者名
      Fushimi K, Enomoto G, Ikeuchi M, Narikawa R.
    • 雑誌名

      Photochem. Photobiol.

      巻: 93 ページ: 681-691

    • DOI

      10.1111/php.12732

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Expanded Red/Green Cyanobacteriochrome Lineage: An Evolutionary Hot spot2017

    • 著者名/発表者名
      Fushimi K, Ikeuchi M, Narikawa R.
    • 雑誌名

      Photochem. Photobiol.

      巻: 93 ページ: 903-906

    • DOI

      10.1111/php.12764

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoconversion and Fluorescence Properties of a Red/Green-Type Cyanobacteriochrome AM1_C0023g2 That Binds Not Only Phycocyanobilin But Also Biliverdin.2016

    • 著者名/発表者名
      Fushimi K, Nakajima T, Aono Y, Yamamoto T, Ni-Ni-Win, Ikeuchi M, Sato M, Narikawa R.
    • 雑誌名

      Front. Microbiol.

      巻: 7 ページ: 588

    • DOI

      10.3389/fmicb.2016.00588.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cyanobacteriochrome Photoreceptors Lacking the Canonical Cys Residue.2016

    • 著者名/発表者名
      Fushimi K, Rockwell NC, Enomoto G, Ni-Ni-Win, Martin SS, Gan F, Bryant DA, Ikeuchi M, Lagarias JC, Narikawa R.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 55 ページ: 6981-6995

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.6b00940

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] シアノバクテリア由来の光受容体を利用したオプトジェネティクスツールの開発2016

    • 著者名/発表者名
      成川 礼
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-12-02 – 2016-12-02

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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