北海道大学 大学院 生命科学院

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光で働くイオンチャネルの動作機構の一端を解明 〜細胞応答の光操作技術への貢献に期待〜

北海道大学大学院先端生命科学研究院・国際連携研究教育局の塚本 卓助教らの研究グループは,海洋藻類Proteomonas(プロテオモナス) sulcata(スルカタ) 由来の光受容体タンパク質であるアニオンチャネルロドプシン(PsuACR1)が,自らの輸送基質である塩化物イオン(Cl-)の濃度に応じて開口状態を変化させることを解明しました。
PsuACR1は,類縁のACRと比較してチャネル閉口がすばやいことが特徴です。本研究では,PsuACR1の輸送基質である塩化物イオン(Cl-)に対する応答性に着目しました。その結果,Cl-濃度が高いとき,PsuACR1のチャネル閉口過程が阻害され,チャネル開口状態が10倍長く続くことを見出しました。これは,Cl-濃度が高いとき,PsuACR1のすばやいチャネル閉口過程が自らの輸送基質によって阻害され,反対にCl-を透過させるチャネル開口状態が長期化することを意味しています。
PsuACR1のチャネル閉口がすばやい性質は,神経細胞活動に直結する細胞膜内外の電位差の微調整に役立つため,細胞応答の光操作技術(オプトジェネティクス)にとって極めて有用です。本研究で得られた知見が,幅広いCl-濃度で有効に働く光操作ツール分子の開発に活用されることが期待されます。
本研究は,日本学術振興会・科学研究費補助金(若手研究;18K1465808),ノーステック財団・ノースタレント補助金(No. T-6-2)の助成を得て行われました。
なお,本研究成果は,2018年9月7日(金)公開のScientific Reports誌に掲載されました(https://www.nature.com/articles/s41598-018-31742-6)。

論文情報
論文名 Implications for the impairment of the rapid channel closing of Proteomonas sulcate anion channelrhodopsin 1 at high Cl- concentrations(Proteomonas sulcataアニオンチャネルロドプシンのすばやいチャネル閉口は高塩濃度条件下において損なわれる)
著者名 塚本 卓1,2,3,菊地ちひろ3,4,鈴木 拓3,相沢智康1,2,3,菊川峰志1,2,3,出村 誠1,2,3(1北海道大学大学院先端生命科学研究院,2北海道大学国際連携研究教育局,3北海道大学理学部生物科学科(高分子機能学),4北海道大学大学院生命科学院)
雑誌名 Scientific Reports(自然科学の総合誌)
DOI 10.1038/s41598-018-31742-6
公表日 英国時間2018年9月7日(金)(オンライン公開)

お問い合わせ先
北海道大学大学院先端生命科学研究院 助教 塚本 卓(つかもとたかし)
TEL 011-706-4475   FAX 011-706-4475   メール t-tak@sci.hokudai.ac.jp
URL http://altair.sci.hokudai.ac.jp/infana/


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