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XFELで捉えた、光照射によるチャネルロドプシンの構造変化の過程

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March, 26, 2021, 東京--東京大学大学院理学系研究科の濡木理教授らのグループは、国内外の複数の研究室との共同研究の下、X線自由電子レーザ(XFEL)施設SACLAを用いて時分割結晶構造解析を行い、ChRが光照射によってどのような構造変化をしているのかを捉えることに成功した。
 この結果からChRが励起光照射を受けて、陽イオンを通すようになるまでの過程が明らかになった。この研究結果により、今後、光受容タンパク質のダイナミクスに関する研究が進展していくことが期待される。

多くの生物は光を受容するためのタンパク質を有している。その中でも藻類が持つ光受容タンパク質であるチャネルロドプシン(ChR)は、光を吸収することでタンパク質が構造変化を起こし、陽イオンを通すようになる。ChRは神経細胞を光照射によりコントロールする技術のメインツールとして用いられている。この技術は基礎研究だけでなく、医療応用も含めたさまざまな分野で利用されており、ChRの注目度は近年非常に高くなっている。しかしながら、ChRの分子基盤に関しては未解明な部分が多く、特に光を受容することによって生じる構造変化に関してはこれまでに詳細な報告がされていなかった。

研究の成果は、英国時間3月23日(午前8時)にオンライン科学雑誌eLife誌に掲載された。

(詳細は、https://www.s.u-tokyo.ac.jp/)