阪大,耐酸性緑色蛍光タンパク質を開発

大阪大学の研究グループは,鶴岡市立加茂水族館から提供された日本産ハナガサクラゲから,pH4.5-9.0の細胞環境で安定して蛍光する,耐酸性の緑色蛍光タンパク質「Gamillus」の開発に成功した(ニュースリリース)。

研究グループは,ハナガサクラゲの光る触手から,蛍光タンパク質をコードする遺伝子を新規に同定し,タンパク質工学を用いて遺伝子改良することで,耐酸性で単量体型,高輝度の緑色蛍光タンパク質Gamillus(Green fluorescent protein with acid-tolerance and monomeric property for illuminating soured environment)を開発した。

一般によく使われる,緑色蛍光タンパク質EGFP(オワンクラゲ由来)がpH6.0以下の酸性環境で蛍光を失うのに対して,Gamillusは酸性環境でも安定した蛍光を放ち,細胞内のほぼ全てのpH環境で使用できる。

Gamillusの立体構造をX線結晶解析法で決定したところ,一般的なGFPとは異なるトランス型の蛍光発色団を形成し,この構造が耐酸性メカニズムに寄与することを見いだした。

酸性細胞小器官は,オートファジーなど,多くの生命機能に密接に関わっている。しかし,既存の緑色蛍光タンパク質は,低pHで蛍光しないため,酸性細胞小器官内での使用が限られていた。しかしGamillusを用いることにより,マクロオートファジーにより蛍光タンパク質が細胞質から酸性細胞小器官へリソソーム輸送される過程を観察することが可能になった。

将来的には,既存の耐酸性の青色・赤色蛍光タンパク質と組み合わせることで,複数種のタンパク質を別々の色で標識して,同時に追跡することが可能となるという。Gamillusは,酸性環境中の未知の生命現象を発見するための基盤技術となり,医学・創薬研究にも大きく貢献するとしている。

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