2018 Fiscal Year Research-status Report
細胞内イオン環境の光制御のための新規光感受性イオンチャネルの創製
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18K06168
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| Research Institution | The Graduate School for the Creation of New Photonics Industries |
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Principal Investigator |
平野 美奈子 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 講師 (80585167)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | イオンチャネル / オプトジェネティクス / 構造機能相関 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、非侵襲な光での細胞内イオン環境制御による細胞機能の操作を目指して、光照射で活性が制御される新規光感受性イオンチャネルを創製することを目的としている。本年度は、新規光感受性イオンチャネルの構成要素である光感受性タンパク質（PAC）の構造機能相関の解明と、得られていた候補となる青色光感受性キメラチャネルの特性を調べた。下記に詳細を記す。
１. 光刺激によってcAMPを生産するタンパク質であるPACの特定の領域を欠損した変異体は、野生型と比べて低い光強度で活性を示した。このことから、この領域が光刺激に依存した活性制御に重要な部位であることが明らかとなった。よって、光感受性チャネル作製時にはこの領域に変異を導入することで、光感受性を変化できる可能性があることがわかった。
2.特定のアミノ酸を標的とする蛍光色素を用いた標識実験により、PACの特定の領域が光照射時と暗所静置時で標識の度合いが明らかに異なる、つまり構造状態が異なることがわかった。このことから、この領域の光依存的な構造変化を利用してイオンチャネルを光制御できる可能性があることが示唆された。
3. これまでに得られていた候補となる青色光感受性キメラチャネルを精製し、電気生理学的手法により活性の光依存性を調べた。しかしながら、今回検討した光強度では光依存性は見られなかった。今後、光強度や照射時間を詳細に検討し、光依存性の有無を再度調べる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度実施した研究により、光感受性キメラチャネルの構成要素である光感受性タンパク質PACの構造相関に関する情報が得られ、光感受性を持ったキメラチャネルを作製するための手掛かりとなる情報が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度得られた情報をもとに新たなキメラチャネルを作製し、その光感受性を調べる。また、これまでに得られている候補となるキメラチャネルの光依存性の詳細を引き続き調べる。
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| Causes of Carryover |
本研究で用いているタンパク質の新たな性質が明らかとなり、計画していたキメラタンパク質の設計を再度検討し直す必要が生じたため。
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