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生化学:チャネルロドプシン光駆動型陽イオンチャネルの結晶構造

Nature 482, 7385 doi: 10.1038/nature10870

チャネルロドプシン(ChR)は藻類由来の光駆動型陽イオンチャネルで、光遺伝学の分野で実験における有用性が示されている。例えば、自由行動中のほ乳類のような複雑なシステム中でも、ChR発現ニューロンは高い時間精度で光学的に制御できることが知られている。ChRはこのように広く神経科学研究に応用されているが、このきわめて有用なタンパク質が作動する分子機構については、その殆どが不明であった。今回我々は、Chlamydomonas reinhardtii由来のChR1とChR2のClC2キメラであるChR の2.3 Å分解能での結晶構造を示す。この構造から、レチナール結合ポケットや陽イオン輸送経路などの重要な分子構造が明らかになった。今回明らかになった構造情報と、それをもとに行った電気生理学的な解析をまとめることで、ChRの優れた機能に関する分子基盤が与えられ、また新規な性質を示すChR変異体の正確かつ合理的設計への道が開かれる。

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