【研究分野】物理化学

【研究領域課題番号】26620005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ロドプシン / レチナール / 波長制御 / 機能転換 / イオンポンプ / 光反応 / 光受容タンパク質 / フラッシュフォトリシス / 赤外分光 / 光遺伝学

【研究成果の概要】

本研究ではより組織透過性が高く、生体侵襲性の低い長波長光で動作が可能なオプトジェネティクスツールの実現のため、様々な微生物型ロドプシンの吸収波長の長波長化に取り組んだ。
その結果新たに既存の分子より長波長に吸収を持つ、内向きH+ポンプ型ロドプシン（PoXeR）を新たに深海性の細菌P. oceaniより発見した。
また比較的長波長に吸収を持つ分子に、本来短波長に吸収を持つ別の機能を持つロドプシンの重要なアミノ酸を導入することで、もともとのものよりもその吸収を長波長化できることを示した。また多くのロドプシンで高度に保存されているアミノ酸を変異することで、系統的に長波長化が可能である事を見出した。

【研究の社会的意義】

本研究では光受容型膜タンパク質であるロドプシンの吸収波長制御について調べ、これまでオプトジェネティクスなどの応用研究で求められていた吸収の長波長化を行う残基の同定に成功し、新たな分子ツール開発につながる、要素技術開発に成功した。また自然界において既知のものより長波長に吸収を持つナトリウムポンプ型ロドプシンを同定し、さらに機能転換によって進化の過程で保存されている構造エレメントの存在を明らかにするなど、微生物におけるタンパク質の分子進化についても知見を得た。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)