도쿄 의과 치과 대학 대학원 의치 종합 연구과 세포 생물학 분야의 이시이 토모히로 조교와 나카타 타카오 교수의 연구 그룹은, 오카자키 통합 바이오 사이언스 센터, 도쿄 대학과의 공동 연구로, 빛을 이용해 세포내 칼슘 시그널을 자유자재로 조작하는 기술을 개발했다고 발표했습니다.칼슘 이온은 거의 모든 세포에서 중요한 역할을 하는 세포내 신호로 수정, 유전자 발현, 분비, 신경 활동, 근수축 등 다양한 세포 기능을 제어하고 있습니다.이 연구 성과는 당뇨병 등의 내분비에 관련된 질환이나 고혈압·동맥경화 등의 근수축에 관련된 질환의 연구에 응용할 수 있을 가능성이 있습니다.
이전부터, 칼슘 신호의 역할을 상세히 조사하기 위해, 특정 시간, 특정 세포 국소에서 칼슘 신호를 효율적으로 유도하는 기술의 개발이 요구되고 있었습니다.빛은 세포에의 데미지가 적고, 시간적·공간적으로 자유자재로 제어할 수 있기 때문에, 빛에 의해 칼슘 시그널을 유도하는 인공 단백질이 지금까지도 보고되고 있습니다만, 칼슘 시그널의 유도 효율이 높지 않은 것 등 크게 개선해야했습니다.
이 연구 그룹은 청색광으로 칼슘 이온 채널을 개폐할 수 있는 BACCS(Blue light-activated Calcium Channel Switch, 청색광 활성화 칼슘 채널 스위치)를 개발했습니다.실험에 의해, BACCS는 청색광에 의해 간편하게 빨리 큰 칼슘 시그널을 유도할 수 있는 것, 특정의 시간에 특정의 장소에서 칼슘 시그널을 유도할 수 있는 것, 한층 더 배양 세포·동물 개체의 양쪽 모두에 이용할 수 있는 것을 확인했습니다.이러한 특징으로 BACCS는 광범위하게 다양한 연구에 이용 가능하며 다양한 생명과학 연구의 발전에 기여할 것으로 기대됩니다.
덧붙여 이 연구 성과는, 2015년 8월 18일(영국 시간)에 국제 과학지 「Nature Communications」온라인판에 게재됩니다.
출처 :【도쿄 의과 치과 대학】 「빛으로 세포 내 칼슘 신호를 자유자재로 조종하는 기술을 개발」―칼슘 이온이 제어하는 다양한 생명 현상의 이해의 촉진을 기대―(PDF)
