岡山大学／神経抑制に役立つタンパク質の巧みな光応答メカニズムを解明

岡山大学

＜発表のポイント＞
・理論化学的手法と生化学的手法を用いて、光による神経抑制を可能にするタンパク質であるアニオンチャネルロドプシン（ACR）の反応メカニズムを明らかにしました。
・光照射に伴ってACRの内部で起こる陰イオンの透過と水素イオンの移動を、2つのアミノ酸残基を連携させるという巧みな方法により制御できることを示しました。
・今後、ACRの機能の向上や改変の基盤になる結果であり、光遺伝学ツール開発に大きく貢献することが期待されます。

◆概 要
東京大学先端科学技術研究センターの石北央教授、同大学大学院工学系研究科の辻村真樹大学院生、岡山大学学術研究院医歯薬学域の須藤雄気教授および小島慧一助教らの共同研究グループは、光に応答して陰イオンを透過するタンパク質の反応メカニズムを明らかにしました。

アニオンチャネルロドプシン1（ACR1）は、光を受容して陰イオンを透過する膜タンパク質です。ACR1は、光によって神経活動を自在に制御する技術である「光遺伝学」において広く用いられていますが、ACR1が陰イオンを透過するメカニズムは分かっていませんでした。

研究グループは理論化学的手法と生化学的手法を組み合わせて、ACR1の変異体が吸収する光の波長を解析しました。その結果、色素の近くに存在する2つのアミノ酸残基が、光照射後に起こる陰イオンの透過を水素イオンの移動とともに制御することが分かりました。

本研究成果は、ACR1の反応メカニズムをさらに明らかにしていくための基盤になるとともに、光遺伝学ツールとしてのACR1の、機能の向上や改変に貢献することが期待されます。

本研究成果は、2021年12月21日（日本時間）に国際学術誌「eLife」に掲載されました。

◆論文情報
論文名：Proton transfer pathway in anion channelrhodopsin-1
著　者：Masaki Tsujimura, Keiichi Kojima, Shiho Kawanishi, Yuki Sudo*, Hiroshi Ishikita*
雑誌名：eLife
D O I： 10.7554/eLife.72264
U R L：https://elifesciences.org/articles/72264

◆詳しいプレスリリースについて
神経抑制に役立つタンパク質の巧みな光応答メカニズムを解明
https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r3/press20211221.pdf

◆参考情報
・岡山大学薬学部
https://www.pharm.okayama-u.ac.jp/
・岡山大学大学院医歯薬学総合研究科
http://www.hsc.okayama-u.ac.jp/mdps/

◆本件お問い合わせ先
＜岡山大学の研究担当者＞
岡山大学 学術研究院 医歯薬学域（薬） 教授　須藤雄気（すどう ゆうき）
TEL：086-251-7945
岡山大学 学術研究院 医歯薬学域（薬） 助教　小島慧一（こじま けいいち）
TEL：086-251-7980
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 薬学部１号館
http://www.pharm.okayama-u.ac.jp/lab/bukka/index.html

＜岡山大学の産学官連携などに関するお問い合わせ先＞
岡山大学研究推進機構 産学官連携本部
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1　岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
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E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
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リリース元：岡山大学
URL：https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id906.html