Research press release


Nature Communications

Microbiology: Pumping ions


ロドプシンは、海洋微生物の体内に広く分布しており、大部分のロドプシンは、光エネルギーを利用して、微生物の細胞膜を通してプロトンを汲み出し、プロトン勾配を形成し、これがATP合成に利用される。今回、神取秀樹(かんどり・ひでき)たちは、海洋細菌のフラボバクテリウム属Krokinobacter eikastusに由来する2種のロドプシンの機能を調べた。その結果、その一方が原型的なプロトンポンプで、もう一方の主たる機能がナトリウムイオンのポンプであることが判明した。この発見は、微生物の太陽光利用のレパートリーの理解を深めるだけでなく、光を利用してニューロンを制御する新しい臨床的手段の開発にも寄与する可能性がある。

Marine microbes can utilize sunlight energy in a previously unknown way, driving sodium ions rather than protons across their membranes, reports a paper published in Nature Communications. The study presents a new approach by which microbes gain energy to fuel microbial growth.

Rhodopsins are distributed throughout marine microbes and the majority utilise light energy to pump protons across microbial membranes to create a proton gradient, which in turn can fuel ATP production. Hideki Kandori and colleagues investigate the function of the two rhodopsins from the marine flavobacterium Krokinobacter eikastus. They find that whilst one is a prototypical proton pump, the other’s main function is to pump sodium ions. This discovery not only expands our knowledge of the microbial repertoire of sunlight utilization, but may also contribute to the development of new clinical tools in which light can be used to control neurons.

doi: 10.1038/ncomms2689


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