エンドゲノスGタンパク質結合受容体の遺伝的に標的化された光学制御
Prashant C Donthamsetti1, Johannes Broichhagen2, Vojtech Vyklicky1
1Department of Molecular and Cell Biology , University of California , Berkeley , California 94720 , United States.
Journal of the American Chemical Society
|July 11, 2019
まとめ
研究者は光を用いた内生Gタンパク質結合受容体 (GPCRs) を正確に制御する新しい方法である maPORTL を開発しました. この画期的な発見は 生物のGPCR機能を かつてない時間的・空間的な精度で 研究するための強力なツールとなるでしょう
科学分野:
- 神経科学
- 分子生物学
- 生物化学
背景:
- Gタンパク質結合受容体 (GPCR) は重要な膜タンパク質ですが,生物のシステムにおけるその機能の正確な制御は依然として困難です.
- DREADDsやoptoXRsのような既存のツールは,内生性パートナーとの発現,局所化,相互作用において潜在的な制限を持つ,設計されたタンパク質を使用しています.
- 現在のリガンドベースの方法は時間制御がなく,ダイナミックな生物学的研究における有用性を制限しています.
研究 の 目的:
- 固有のGPCRの正確な,光誘導制御のための新しい方法を開発する.
- 主要な皮質ニューロンにおける内生性メタボトロピックグルタミン酸受容体2 (mGluR2) の機能を調査する.
- 高い空間時間解像度で内生GPCRシグナリングを研究するための汎用性のあるプラットフォームを確立する.
主な方法:
- 化学,生物学,光の組み合わせを用いて,内生的なmGluR2,ファミリーCのGPCRを制御した.
- 膜に固定された光スイッチ可能な直角リモート・テテッド・リガンド (maPORTL) システムを開発した.
- 光スイッチ可能なグルタミン酸は,受容体の活性化のために,遺伝子的に標的のプラズマ膜アンカーに結合されます.
主要な成果:
- 主要な皮質ニューロンにおける内生的なmGluR2の迅速かつ可逆的および選択的活性化を達成した.
- フォトアクティベーションは,PORTLの長さと膜のアンカー特性を変更することによって調整できることを実証しました.
- 細胞型特異性と高い空間時間的精度を持つ内生GPCRシグナル制御に成功しました.
結論:
- maPORTLシステムは,内生GPCRを正確に制御するための強力な新しいツールを提供します.
- このアプローチは,ネイティブ受容体と光誘導制御を使用して,既存の方法の限界を克服します.
- これらの発見は,他の内生GPCRを様々な生物学的文脈で研究するための同様のシステムの開発のためのテンプレートを提供します.
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