42久原 篤35Atsushi KUHARA太田 裕道超微細熱電材料用汎用熱電能計測装置の開発36Hiromichi OHTA最新光技術と分子遺伝学の融合によるGPCR型温度受容体のゲノムワイドスクリーニング(2014年採択)Genome-wide screen for temperature sensing molecules by using opto-genetics and molecular biology(Project 2014)(2014年採択)Development of general-purpose thermopower measuring equipment for ultra-fine thermoelectric materials(Project 2014)温度は生体反応に変化をもたらす重要な環境情報である．温度情報を受容する分子として，TRP(transient receptor potential)チャネル型受容体が知られている(Caterina et al., 1999)．一方，筆者らの解析から，線虫の温度受容ニューロンにおいて，温度情報が3量体Gタンパク質(Gα)で伝達されるケースが見つかってきた(Kuhara et al., 2008; Ohta et al., 2014)．Gαの上流にはGタンパク質共役型受容体(GPCR)が予想されるため，線虫の温度受容ニューロンにおけるGPCR型の温度受容体の同定を目指し，線虫ゲノム中のGPCRの網羅的解析を行った．線虫の野生株は，20℃で飼育した後に，2℃の低温刺激を与えると生存率が低下する．この現象には，ASJ温度受容ニューロンで機能するGαが関与することが示唆されている．Gαの変異体では，20℃飼育後に2℃に置かれても生存できる異常を示すため，GPCR型の温度受容体の機能低下によっても同様の異常が観察されると予測した．そこで，GPCR遺伝子を網羅的にノックダウンし，生存率が高くなる表現型を指標にしたスクリーニングを行った．ゲノム中の約1600個のGPCR遺伝子のうち約400個についてRNA干渉法でノックダウンし，その低温適応の表現型を調べた．その結果，約30個のGPCRノックダウン個体で異常が観察された．Temperature is one of the important information that is involved in most of biological event in the animal. TRP, transient receptor potential, is well known as a temperature receptor in many animals(Caterina et al., 1999). As previously reported, we found that trimeric G protein signaling is essential for temperature sensa-tion in nematode C. elegans(Kuhara et al., 2008; Ohta et al., 2014). Since it was speculated that upstream mol-ecules of trimeric G protein is a GPCR-type temperature receptor, we screened GPCR receptors in C. elegans to isolate GPCR-type temperature receptor. After cultivation at 20 degree, C. elegans can not survive at 2 de-gree. This phenomenon was regulated by G protein signaling in ASJ sensory neuron. Since mutants impairing G protein alpha subunit in ASJ showed abnormal enhancement of cold acclimation, we speculated that decre-ment of temperature receptors induce similar abnormalities. C. elegans genome has 1600 genes encoding GPCR. We knocked down about 400 GPCR genes, and measured temperature acclimation phenotype. As a result, abnormal enhancement of temperature acclimation was observed in about 30 genes knocked-down an-imals.温度差を電気に変換することができる熱電変換材料の高性能化の鍵は「ナノ構造化」だが，微細試料の熱電能を正確に計測するのは極めて難しい．この問題を解決するため，本研究では，先端径25 μmの超極細熱電対を用いて微細デバイスの両端温度と熱起電力を同時に計測可能な，汎用性の熱電能計測装置を開発した．本装置を用いることにより，微細な薄膜トランジスタ構造を有する試料で，熱電能が比較的小さい場合にも熱電能計測が可能であることを実証した．本装置は，二次元電子状態のような特殊な電子状態を可視化するためにも有用なツールとなるだろう．Thermoelectric materials can convert temperature difference to electricity. Although the most important key toward realization of high-performance thermoelectric materials is “nanostructuring”, it is very difficult to
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