Kazumi Sakai 研究室

Kazumi Sakai研究室は、動物が光を感知するために用いるタンパク質「オプシン」の構造と機能の多様性を研究しています。オプシンは目の網膜だけでなく、脳や神経系など体の様々な場所で光信号を受け取り、行動や生理機能を制御しています。この研究室では、脊椎動物から無脊椎動物、さらに進化的に古い生物まで、幅広い生物種のオプシンを比較することで、光感受性タンパク質の進化過程を明らかにしようとしています。 研究の手法として、タンパク質の分子構造解析と遺伝子工学的な改変実験を組み合わせています。特に、光を吸収して構造が変わる過程（光サイクル）を詳細に調べるため、分光学的な測定と計算機シミュレーションを活用しています。例えば、オプシンに含まれる光に反応する色素分子の状態変化を追跡し、そのメカニズムを解析しています。 主な研究成果として、タンパク質内の特定のアミノ酸1つを変えるだけで、オプシンの光応答性質を大きく変えられることを明らかにしました。また、節足動物や棘皮動物など異なる生物群が、進化の過程で独立に光感受性を獲得し、その結果として機能的に多様なオプシンが生まれたことを示しています。さらに、光が腸の開閉を制御する神経系にも影響を与えることを発見し、光感知が消化活動の調節にも関わることが明らかになっています。