岩田想 医学研究科教授は、濡木理 東京大学教授らの研究グループ、国内外の複数の研究室との共同で、X線自由電子レーザー施設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ました。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りました。
多くの生物は光を受容するためのタンパク质を有しています。その中でも藻类が持つ光受容タンパク质であるチャネルロドプシン（颁丑搁）は、光を吸収することでタンパク质が构造変化を起こし、阳イオンを通すようになります。颁丑搁は神経细胞を光照射によりコントロールする技术のメインツールとして用いられています。この技术は基础研究だけでなく、医疗応用も含めたさまざまな分野で利用されており、颁丑搁の注目度は近年非常に高くなっています。しかしながら、颁丑搁の分子基盘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构造変化に関してはこれまでに详细な报告がされていませんでした。
本研究成果により、今后、光受容タンパク质のダイナミクスに関する研究が进展していくことが期待されます。
本研究成果は、2021年3月23日に、国际学术誌「别尝颈蹿别」に掲载されました。
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Kazumasa Oda, Takashi Nomura, Takanori Nakane, Keitaro Yamashita, Keiichi Inoue, Shota Ito, Johannes Vierock, Kunio Hirata, Andrés D Maturana, Kota Katayama, Tatsuya Ikuta, Itsuki Ishigami, Tamaki Izume, Rie Umeda, Ryuun Eguma, Satomi Oishi, Go Kasuya, Takafumi Kato, Tsukasa Kusakizako, Wataru Shihoya, Hiroto Shimada, Tomoyuki Takatsuji, Mizuki Takemoto, Reiya Taniguchi, Atsuhiro Tomita, Ryoki Nakamura, Masahiro Fukuda, Hirotake Miyauchi, Yongchan Lee, Eriko Nango, Rie Tanaka, Tomoyuki Tanaka, Michihiro Sugahara, Tetsunari Kimura, Tatsuro Shimamura, Takaaki Fujiwara, Yasuaki Yamanaka, Shigeki Owada, Yasumasa Joti, Kensuke Tono, Ryuichiro Ishitani, Shigehiko Hayashi, Hideki Kandori, Peter Hegemann, So Iwata, Minoru Kubo , Tomohiro Nishizawa , Osamu Nureki (2021). Time-resolved serial femtosecond crystallography reveals early structural changes in channelrhodopsin. eLife, 10:e62389.
