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SACLAが捉えた光駆動型イオンポンプロドプシンの構造変化理化学研究所,東北大学,兵庫県立大学,京都大学,高輝度光科学研究センター,東京大学

 理化学研究所,東北大学,兵庫県立大学,京都大学,高輝度光科学研究センター,東京大学の研究グループは,太陽光などの光を受けて塩化物イオン(Cl⁻)を細胞内に輸送する海洋細菌由来の「光駆動型イオンポンプロドプシン」の構造変化を,X線自由電子レーザー(XFEL)施設「SACLA」を用いた高解像度の構造解析により解明したと発表した。  海洋細菌Nonlabens marinusがもつ光駆動型イオンポンプロドプシンNM-R3は,細胞内部に向かって塩化物イオンを輸送する機能をもつ。
 今回,同グループは「SACLA」を用いた「時分割結晶構造解析」により,光照射に伴うNM-R3の構造変化を詳細に捉えることに成功した。この結果からNM-R3が塩化物イオンを輸送するメカニズムと輸送経路を明らかにするとともに,イオンの逆流や過流入を防ぐ巧妙な仕掛けがあることを見い出した。  本研究成果は,光駆動型イオンポンプロドプシンのイオン輸送の仕組みを理解するうえで重要な知見であり,光を使って神経細胞機能などを操作する光遺伝学(オプトジェネティクス)のさらなる改良への応用が期待される。

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