【研究領域課題番号】20K21382 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ミトコンドリア / エネルギー / オプトジェネティクス / 光遺伝学 / 外向きH+ポンプ / ロドプシン / ターゲティングシグナル / 蛍光タンパク質 / H+ ポンプ / 微生物型ロドプシン / エネルギー代謝

【研究成果の概要】

ミトコンドリア内膜トランスロカーゼ複合体結合タンパク質由来のTim29[1-89]を利用し、微生物由来のH+ポンプロドプシンをミトコンドリア内膜へターゲッティングすることにより、ミトコンドリアエネルギー代謝を光依存的に制御するシステムの開発に挑戦した。Tim29[1-89]のC末にH+プロトンポンプのArchT を配位したタンパク質の細胞内局在は、ミトコンドリアマーカーと一致しなかった。また、細胞膜に発現し、黄色光依存的にH+を細胞外へ輸送した。ミトコンドリアマトリックスにおいては、光依存的なpHの変動が認められなかった。Tim291-89以外のターゲティングシグナルの探索が今後の課題である。

【研究の社会的意義】

ミトコンドリアのエネルギー代謝によりもたらされるATPと熱産生は、生体機能にとり、普遍的かつ不可欠の要素である。また、ヒトにおいてミトコンドリアのエネルギー産生能の低下がミトコンドリア病の主要な原因だが、有効な治療法がない。本研究は、ミトコンドリアエネルギー代謝を光操作する技術の開発であり、その生理、病態生理の解明をそくしんするとともに、細胞内局所のライブイメージング技術などと組み合わせることにより、新しい科学の創出が展望される。本技術を微生物・家畜・農作物に応用することにより、食糧生産を効率化するとともに、生物由来のCO2排出量を削減し、地球温暖化を防止する科学技術の創発が見込まれる。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2020-07-30 - 2022-03-31

【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)