Research press release


Nature Methods

New strategies for neuronal control

ニューロンの活性をin vitroで操作することを可能とする光感受性膜タンパク質の作製法が、Nature Methods(電子版)で発表される。 ニューロンの活性は、光感受性タンパク質およびそれに対応する光刺激を利用することによって制御することができる。基礎研究および将来の遺伝子治療への応用という2つの目的のために、ニューロンを制御する能力が高い新たな光感受性タンパク質の作製を目指して研究が続けられている。 E Bambergたちは、2つの光感受性微生物タンパク質の遺伝子を融合させてハイブリッドタンパク質を作製するタンパク質工学的戦略を開発した。この戦略では、その2つのタンパク質が細胞内で確実に共局在化して均等に発現するため、特定ニューロンの活性化および阻害をまとめて高い精度で行うことができ、脳の機能および挙動に対する影響の研究にメリットがあると考えられる。 Bambergたちは、この方法を利用して、さらに広いスペクトルの光に反応することができる人工的なタンパク質も作製している。「白色」光に反応してニューロンを活性化させることができる光感受性タンパク質が作製されたが、これは、研究が進行中の遺伝子治療による視覚再建の領域から関心を集める可能性がある。こうした新しいタンパク質変異体は、in vivoの動物モデルで試験を行う必要がある。

A method for constructing light-sensitive membrane proteins that allow the manipulation of neuronal activity in vitro is reported online this week in Nature Methods.

Using light-sensitive proteins and corresponding light stimuli, the activity of neurons can be controlled. Continuous efforts are aimed to engineer new light-sensitive proteins with improved capabilities for neuron control for both basic research and future gene-therapy applications.

Ernst Bamberg and colleagues developed a protein-engineering strategy that consists of fusing the genes of two light-sensitive microbial proteins to create a hybrid protein. This strategy ensures co-localization and equal expression of the two proteins in the cell, which allows for both activation and inhibition of certain neurons with high precision and will aid in the study of the effects on brain function and behavior.

Bamberg and colleagues used the approach to also create engineered proteins capable of responding to a wider light spectrum. They made a light-sensitive protein capable of activating neurons in response to ‘white’ light, which might be of interest for ongoing gene-therapeutic visual restoration efforts. These new protein variants have yet to be tested in animal models in vivo.

doi: 10.1038/nmeth.1766

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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