科学技術振興機構（ＪＳＴ）,京都大学

令和６年２月１日

科学技術振興機構（ＪＳＴ）
京都大学

生きた動物脳内で発現する神経伝達物質受容体に目印を付ける新手法を開発

～遺伝子操作を伴わず、生体内でたんぱく質の機能解析が可能に～

ポイント

ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、京都大学 大学院工学研究科の浜地 格 教授、野中 洋 特定准教授、坂本 清志 特定准教授、白岩 和樹 博士課程学生らは、生きている動物脳内の天然に存在する神経伝達物質受容体たんぱく質を標識（ラベル化）する新手法を開発しました。

従来は目印となるような蛍光を発するたんぱく質を、遺伝子組み換えにより観察したいたんぱく質とつないだ状態で発現させて観測していましたが、①遺伝子組み換えが必要であること、②観測したいたんぱく質に対する機能阻害、③発現時の不具合の懸念から、より自然な状態でたんぱく質を標識（ラベル化）する技術の開発が望まれていました。

本研究グループは今回、リガンド指向性アシルイミダゾール化学（ＬＤＡＩ化学）を生きたマウスの脳で用いることで、遺伝子操作を伴わずにマウス脳内の天然に存在する神経伝達物質受容体を化学標識することに世界で初めて成功しました。本手法を用いて、生後発達期脳内のＡＭＰＡ型グルタミン酸受容体（ＡＭＰＡ受容体（ＡＭＰＡＲ））をパルスチェイス解析することで、一度機能を果たしたＡＭＰＡ受容体が別の異なった役割を果たすシナプスに移動し再利用されていることを明らかにしました。

本技術は、たんぱく質の運命（動きや寿命）を解析する展開だけでなく、今後さまざまな機能性分子の導入により、動物個体内における天然のたんぱく質の機能解明に役立つことが期待されます。

本研究は、名古屋大学の清中 茂樹 教授、順天堂大学の洲崎 悦生 教授、東京大学の上田 泰己 教授、慶應義塾大学の柚崎 通介 教授、掛川 渉 准教授、荒井 格 助教と共同で行いました。

本研究成果は、２０２４年１月３１日（米国東部時間）に米国の学術誌「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ（ＰＮＡＳ）」（米国科学アカデミー紀要）のオンライン版で公開されました。

本成果は、以下の事業・研究領域・研究課題によって得られました。

戦略的創造研究推進事業 総括実施型研究（ＥＲＡＴＯ）

研究プロジェクト 「浜地ニューロ分子技術プロジェクト」（ＪＰＭＪＥＲ１８０２）
研究総括 浜地 格(京都大学 大学院工学研究科 教授)
研究期間 平成３０年１０月～令和７年３月

上記研究課題では、独創的な「ケミカルバイオロジー分子技術」の創製により、神経系や脳内での情報伝達や細胞間ネットワーク形成を個々のたんぱく質分子レベルで精密に解明することを目的としています。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Bioorthogonal chemical labeling of endogenous neurotransmitter receptors in living mouse brains”
ＤＯＩ：10.1073/pnas.2313887121

＜お問い合わせ先＞

（英文）“New method for marking neurotransmitter receptors expressed in the living animal brain”

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