| Project/Area Number |
19J12337
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
久保 尚子 東北大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | ミトコンドリア / オプトジェネティクス / ロドプシン |
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| Outline of Research at the Start |
脳は主に神経細胞、グリア細胞、血管の3つの要素から構成されている。グリア細胞の一種であるアストロサイトは、神経細胞と血管の間に介在し、グルコースを乳酸に変え、細胞のエネルギー源として神経細胞に供給している。ところが近年、乳酸が単なるエネルギー代謝産物としてだけでなく、一種の神経伝達物質として働き、気分や情動といった脳の高次機能を調整している可能性が明らかになってきた。本研究では、アストロサイトの代謝を光操作することで、グリア細胞の担う脳内代謝の異常が多くの精神疾患の背景にあるのではないかという仮説を検証する。神経-グリア-代謝クロストークを明らかにすることで、精神疾患の病態解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアにおいては、電子伝達系における化学反応によりH+がマトリックスから膜間腔へ汲み上げられ、内膜を介したH+電気化学勾配が形成される。そして、内膜に存在するH+-ATP合成酵素が、そのH+濃度勾配を利用し、アデノシン二リン酸(ADP)をアデノシン三リン酸(ATP)に変換する。本研究においては、藻類、微生物由来のH+ポンプロドプシンをミトコンドリア内膜へターゲティングすることにより、光エネルギーを用いて、内膜を介したH+電気化学勾配を作り出し、内在のH+-ATP合成酵素を駆動し、ATP産生を促進することを着想した。令和2年度研究においては、ミトコンドリア内膜トランスロカーゼ複合体結合タンパク質のミトコンドリアターゲティングシグナルTim291-90のC末端に微生物型ロドプシンの一種である、光駆動外向きH+ポンプ、archaerhodopsin-T(ArchT)を配位した遺伝子コンストラクト(Tim291-90-ArchT)を作製し、ミトコンドリアマトリックスpHセンサー2xCox8-pHujiと共発現するプラスミドを作製し、紫外(390 nm)、青(438 nm)、緑青(475 nm)、青緑(513 nm)、緑(549 nm)、黄(575 nm)、赤(632 nm)の各色光を照射しながら、pHujiの蛍光を計測するシステムを構築した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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