Exploring optogenetic tools that enable transcranial noninvasive photostimulation.

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K19630
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 冨岡 寛顕 埼玉大学, 教育学部, 教授 (50212072)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2023-03-31
• Keywords: 光遺伝学 / 脳科学 / 微生物ロドプシン / イオンポンプ / イオン輸送 / 膜電位 / 光受容タンパク質 / 極限環境

Outline of Annual Research Achievements

2005年に初めて報告された光遺伝学は瞬く間に全世界に広まり、現在では神経細胞に限らず種々の細胞の操作にも応用され当たり前の技術となっているが、その方法の根幹をなす光感受性の蛋白質（ツール）の開発研究は継続中であり、更なる発展の鍵となっている。光遺伝学の最初の論文では青色光により開口し、陽イオンを透過させるチャネルロドプシン２という緑藻類クラミドモナス由来の微生物型ロドプシンがツールとして用いられた。その後も光遺伝学では種々の微生物型ロドプシンが用いられ、イオン選択性、吸収の長波長化、光反応時間短縮、光感受性向上、発現量上昇、膜移行量の向上が変異体作成等により図られてきた。本研究は、新規のツールになりうる微生物型ロドプシンを求めて自然界、特に極限環境を探索するというものである。極限環境の一つである高塩濃度から有望な株は得ることができなかったが、その過程の中であまり着目されてこなかった別種の極限環境から新規のツールを得られる可能性があることを示唆するデータを得たので、その極限環境の候補地を絞り込み試料採取に成功した。有色の有望コロニーを３個得て、ゲノム解析を試みた。内２株はゲノム解析に成功した。得られた塩基配列情報から含まれる微生物型ロドプシンと推測されるアミノ酸配列を求めたところ既報のものとは異なるが、期待できるような新規性はなかったが、ゲノム解析まで行い、今年度さらに新規のものを得るべく努力したがコロナ禍の影響もあり有望株を得ることはできなかった。今後も継続していきたい。