新奇光遺伝学的技術を用いた神経におけるカルシウムシグナリングの役割の解明

Research Project

Project/Area Number	14J06399
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Research Field	Biophysics
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	福田憲隆大阪大学, 生命機能研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY)	2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help	¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000) Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords	光遺伝学 / カルシウムイオン / カルシウムシグナリング / 遺伝子工学
Outline of Annual Research Achievements	本研究はカルシウムシグナル経路を一時的かつ特異的に光で活性化する方法を開発し、時間・空間的にダイナミックに応答するカルシウムシグナル経路を可視化する技術を開発することを目指した。本年度は、神経細胞を含む興奮性細胞においてカルシウム誘発性カルシウム放出を行う小胞体膜上に発現するリアノジンジ受容体や、小胞体のカルシウムレベルの低下を感知するセンサーとして機能し、形質膜型カルシウムチャネルであるOrai1を活性化するSTIM1にLOVドメインを融合することを試みた。しかしながら、光照射依存的にカルシウム濃度を変動させることが可能なコンストラクションを得ることができず、しかも活性化型STIM1については海外の研究者によって同様のアイデアに基づく研究（Kyung T et al. Nature Biotechnol. 33, 1092-1096, 2015)が報告されてしまったことから、本研究を中断した。一方、これらと並行して上記光摂動ツールによるカルシウムイオンの濃度変化を可視化可能にするために化学発光性の高輝度橙色カルシウム指示薬の開発を行った。具体的にはOrange-NanoLantern(Takai A et al. PNAS 112, 4352-4356, 2015)の化学発光タンパク質部分をRLucからNLucに置換することで発光強度を増加させた融合タンパク質を構築した。
Research Progress Status	27年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	27年度が最終年度であるため、記入しない。