（医療関連） 新しい光受容タンパク質の機能を解明

ポイント

• 私たちヒトを含む、全ての真核生物の祖先に最も近縁なアスガルド古細菌が持つ、シゾロドプシンと呼ばれるタンパク質が、光のエネルギーを使って細胞内に水素イオン（Ｈ＋）を輸送する機能を持つことを明らかにしました。
• 他のロドプシン類には見られない、シゾロドプシンが持つ光エネルギーを使って水素イオンを輸送するための巧妙な分子機構を明らかにしました。
• 本研究は、アスガルド古細菌が真核生物へと変化する過程で、太陽光や酸素のある環境に順応するために、シゾロドプシンによる水素イオンの取込みが関わっていたという、新たな生物学的理解を深めるものであり、また今後は、シゾロドプシンが脳神経疾患やアシドーシスなどの疾患研究のための分子ツールとなることが期待されます。

  東京大学 物性研究所の井上 圭一　准教授と名古屋工業大学 大学院工学研究科およびオプトバイオテクノロジー研究センターの神取 秀樹　教授、角田 聡　客員准教授、名古屋大学（兼　自然科学研究機構 生命創成探究センター（ＥｘＣＥＬＬＳ））の内橋 貴之　教授、自然科学研究機構 生命創成探究センター（ＥｘＣＥＬＬＳ）の渡辺 大輝　特任助教（研究当時）、イスラエル工科大学のオデド・ベジャ　教授、チェコ科学アカデミーのロヒット・ガイ　博士らの国際共同研究グループは、全ての真核生物の祖先に近いとされるアスガルド古細菌の持つシゾロドプシンと呼ばれるタンパク質が、光エネルギーを使って細胞内へ水素イオンを取り込む機能を持つ分子であることを初めて明らかにしました。

  本成果は、アスガルド古細菌が真核生物への進化の過程において、太陽光と酸素のある環境へ進出する際に、独自の光駆動型の内向き水素イオンポンプロドプシンを持つようになったことを示唆しています。

  また今後は脳の神経細胞が関連するうつ病などの発病メカニズム研究や、血液の酸性化に伴う、細胞疾患であるアシドーシスなどの機構解明に向けた分子ツールとして、シゾロドプシンの医学研究への応用も期待されます。

  本研究成果は、４月１０日（米国東部夏時間）に米国科学雑誌「Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｄｖａｎｃｅｓ」オンライン版に公開されます。

  ※ 本研究は、日本学術振興会（ＪＳＰＳ） 科学研究費助成事業、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業（さきがけ「新規光受容タンパク質が先導する新しいオプトジェネティクス（研究者：井上 圭一）」、ＣＲＥＳＴ「細胞内二次メッセンジャーの光操作開発と応用（研究代表者：神取 秀樹）」、さきがけ「新規酵素型ロドプシンを用いた視覚再生の挑戦（研究者：角田 聡）」）による支援を受けて行われました。

出典：https://www.jst.go.jp/pr/announce/20200411/
プレスリリース：https://www.jst.go.jp/pr/announce/20200411/pdf/20200411.pdf