cAMPシグナル伝達による細胞応答を光操作で誘導可能 細胞内cAMP生成の光操作ツール：OaPAC 348 & 360

生命科学分野において、シグナル伝達のセカンドメッセンジャー「cyclic AMP（cAMP）」が関与する細胞応答の再現や病態モデルの作製手段として、時間・空間的な自在性と再現性に優れ、薬剤投与では難しい精密なコントロールが実現できる光操作（Optogenetics）に期待が高まっています。光刺激によりcAMPを生成する光活性化アデニル酸シクラーゼ（Photoactivated adenylyl cyclase; PAC）は、Gタンパク質を介さずに光で直接活性化されるため、各種生理活性因子の働きを光に置き換えることができる有望なツールです。光感受性イオンチャネルによるOptogeneticsでは困難な非興奮性細胞へも本製品を応用いただけます。cAMPシグナル伝達の光操作によって細胞単位で起こるさまざまな生命現象の誘導にお役立てください。

本製品は、ラン藻（Oscillatoria acuminata）由来の光活性化アデニル酸シクラーゼ（OaPAC）改変型ベクターです。
OaPACは、2つのサブユニットから成るホモ二量体であり、それぞれのサブユニットは、BLUF（The sensor of blue-light using FAD）ドメインとAC（Adenylyl cyclase）ドメインから成っています。青色光照射により細胞内cAMP生成を光強度依存的に誘導することができます。
天然のOaPACと硫黄細菌Beggiatoa由来bPACの極端な光感受性の差は、PAC実用のボトルネックとなっていました。すなわち、光感受性の低い天然OaPACは強光刺激による光毒性が懸念され、光感受性がとても高く暗所活性も有するbPACは完全暗室で扱う必要がありました。OaPAC348およびOaPAC360は、これらのボトルネックを解消した製品です。さらに、野生型OaPACの15〜50倍高い光感度を有しています。クローニングベクターは、大腸菌での選択マーカーとしてアンピシリン耐性遺伝子を含んでいます。また、AAVベクターは、汎用性の高い血清型2で、PAC遺伝子の発現マーカーとして赤色蛍光タンパク質（RFP; Ex555nm/Em584nm）を有しています。

商品は「研究用試薬」です。人や動物の医療用・臨床診断用・食品用としては使用することはできません。

PACのC末端の長さにより光活性度の異なるOaPAC改変体OaPAC348、OaPAC360を選択いただけます。

図１．Oscillatoria acuminata由来の光活性化アデニル酸シクラーゼ（OaPAC）の模式図
帰属：Scientific Reports 9, Article number: 20262（2019）.

図2．野生型OaPACおよび本製品OaPAC348＆360のC末端アミノ酸配列
帰属（一部抜粋）：Scientific Report 9, Article number: 20262（2019）.

図3．bPAC (Beggiatoa PAC) 、OaPAC WTとC末端欠失変異体の刺激青色光強度に対するcAMP依存的な発光量の比較
帰属（一部抜粋）：Scientific Reports 9, Article number: 20262（2019）.

図4．cAMP依存的な発光積算量とEIAによる絶対濃度の相関（HEK293細胞内）

図5．PACによる神経軸索形成の光操作例
左：cAMPシグナル仲介因子Epacの発現抑制およびPACの光刺激で軸索分枝を誘導
右：cAMPシグナル仲介因子PKAの発現抑制およびPACの光刺激で軸索伸長を誘導
帰属：Scientific Reports 5, Article number 19679（2016）.

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