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光と振動で読み解く生命分子のはたらき

細胞ではたらく生命分子がどのようにエネルギーや物質をやり取りし、生命活動を支えているのかを明らかにする研究を行っています。生命分子で重要な役割を果たす膜タンパク質は外界の刺激を受け取ったり、イオンを運んだり、エネルギー産生を担ったりします。光で生命活動を操作するオプトジェネティクスで活躍するロドプシンも膜タンパク質の一種です。私は、赤外差スペクトル法を使って、水素結合などの基質やイオンとの相互作用、分子のわずかな構造変化を分子振動の変化として捉え、膜タンパク質の機能発現のしくみを探っています。また、線虫など実際に生きている生物を対象として、赤外イメージングで生命分子の分布やはたらきを明らかにする研究も行っています。生命分子や生きた生物を光と振動で読み解くことで「生命とは何か?」という問いにも迫っています。

生命・応用化学類|准教授

古谷 祐詞(フルタニ ユウジ)

FURUTANI Yuji

3 すべての人に健康と福祉を
7 エネルギーをみんなにそしてクリーンに
9 産業と技術革新の基盤をつくろう
12 つくる責任つかう責任

キーワード

赤外分光法
イオンチャネル
ロドプシン
分子科学
生物物理学

担当分野・プログラム

研究区分

ナノマイクロ科学
物理化学、機能物性化学
生体分子化学
分子レベルから細胞レベルの生物学
神経科学

研究テーマ

  • 時間分解および低温トラップ赤外分光法によるロドプシン類の分子機構の解析
  • 表面増強赤外分光法によるロドプシン類の分子機構の解析
  • ロドプシン類を使った新規光イオン電池の開発
  • 赤外イメージングによる線虫の生命活動の解析

メッセージ

生命活動を「化学」や「物理」の視点で研究することが可能になってきました。我々の眼の網膜には光を受け取るロドプシンという膜タンパク質があり、その詳細な立体構造も明らかにされています。光によって、ロドプシンの構造がどのように変化して、次の情報伝達タンパク質を活性化して、最終的には電気信号として脳に伝達される過程が動画で示される日も近いでしょう。私は、そのような生命分子が活き活きと活躍する姿を原子や分子のレベルで明らかにすることに魅力を感じて研究をしています。その研究の過程で、病気を治すくすりの開発につながることができれば、より素晴らしいと考えております。