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阐明细菌光转导的触发因素! ― 光遗传学工具开发的进展将带来医疗应用 ―

新闻与主题

类别:新闻稿 |发表于 2026 年 2 月 3 日


演示要点:

○ 阐明感觉视紫红质 II 中信息传输关键的结构变化,感觉视紫红质 II 是一种在光敏细菌中发挥作用的感光蛋白
○ 用金薄膜控制膜蛋白的方向,提高红外光谱的灵敏度
○ 阐明增加感觉视紫红质 II 的表面密度对于信息传输是必要的

摘要

V体育工程系创意工程专业的坂本龙也先生(硕士二年级学生)、生命与应用化学系助理教授西木野达朗和古谷雄二副教授领导的研究小组利用高灵敏度红外光谱法阐明了参与光初始信息传输的传感器视紫红质II的光诱导结构变化感测光敏细菌。

感觉视紫红质II接收蓝光并通过信号转导蛋白HtrII控制细菌鞭毛的旋转方向。它是一种参与负趋光性的光传感器,可以让光敏细菌逃避不必要和危险的蓝光。 HtrII与吸引和排斥化学物质的趋化受体有相似之处,其与控制鞭毛旋转方向的关系已被详细研究。另一方面,光学信息最初如何从光学传感器传感器视紫红质II接收到HtrII一直是特别关注和研究的主题,因为据信光学传感器独特的分子机制在起作用。

这次,通过利用提高红外线灵敏度的表面增强红外光谱(SEIRAS)(*1),我们成功测量了传感视紫红质 II 和 HtrII 的方向在膜内对齐。结果,我们发现蛋白质表面密度的增加对于诱导结构变化是必要的,而结构变化是信息传输的关键(图 1)。我们还揭示了 HtrII 的跨膜结构域在初始信号转导所需的结构变化中发挥着重要作用。这项研究的成果将导致开发一种用于光学控制细菌运动的新型光遗传学工具。

该结果于 2026 年 2 月 1 日发表在美国化学会开放获取期刊 ACS Omega 在线版上。260199press_furutanijpg

图 1SEIRAS示意图以及SRII-HtrII表面浓度依赖性红外吸收光谱的变化

▶了解详情(新闻稿文本)点击此处

论文信息

论文标题:光激活感觉视紫红质 2 及其传感器之间表面密度依赖性相互作用
作者姓名:Tatsuya Sakamoto、Jingyi Tang、Soichiro Kato、Insyeerah Binti Muhammad Jauhari、Tatsuro Nishikino 和 Yuji Furutani* *通讯作者
出版杂志名称:ACS Omega
DOI:101021/acsomega5c12030
网址:

术语表

(*1) 表面增强红外吸收光谱 (SEIRAS)
红外光谱利用金或铂等贵金属的薄膜或微粒增加吸附在金或铂等贵金属表面的分子对红外线的吸收的现象。虽然它是作为一种利用红外吸收光谱分析电极表面化学变化的技术而开发的,但它作为分析蛋白质等生物分子的结构和反应的技术也是有效的。

研究支持

这项研究得到了以下资助的支持:
• ​ 日本学术振兴会科学研究补助金 (JP24H00451)
• ​ 文部科学省“大学研究强化推进事业(CURE)”(JPMXP1323015482)
• ​ 日本科学技术振兴机构 CREST“细胞操作”领域 (JPMJCR25B5)
• 太鼓基金会、立松基金会

联系信息

(研究相关)
V体育生命与应用化学系
古谷雄二副教授
电话:052-735-5127
邮箱:furutaniyuji[在]nitechacjp

(关于公共关系)
V体育企划公关科
电话:052-735-5647
邮箱:pr[在]admnitechacjp

*请将每个 [at] 替换为 @。


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