| Project/Area Number |
21659044
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
General anatomy (including Histology/Embryology)
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
中田 隆夫 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (50218004)
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| Project Period (FY) |
2009 – 2010
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2010)
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| Budget Amount *help |
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 光遺伝学 / adenylylcyclase / PAC / 軸索投射 / cAMP / transgenic mouse / 神経回路網 |
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| Research Abstract |
これまでの10年は、GFP technologyの発達によって、光を使って生きた細胞内の分子や活性を観察できるようになった。次のステップは、光を使って生きた細胞の機能を外部から操作することで、細胞内のシグナルシステムのより深い理解を目指すことであると考えている(Gorostiza and Isacoff, Science 322:395-399,2008)。
本研究は,ミドリムシで機能している光感受性蛋白を動物に遺伝子導入することによって、動物個体のシグナル伝達を光で操作する試みが新しい点である。具体的には、光感受性adenylyl cyclaseのトランスジェニックマウスを作成し、光をあてることで細胞内のcAMP濃度を操作できるようにする。目的の達成のため、当初はミドリムシphoto-activated adenylyl cyclase(PAC)を用いる予定であった。しかし、2009年5月に細胞内cAMPを光制御できる全く新しい,有力な分子が発表された(Nature.2009,458(7241):1025-9)。そのため、ミドリムシPACと新しい分子のどちらが最も適しているかをマウスを作成する前にin vitroで検討する必要が生じた。このため、マウス作成が当初予定より遅れ、研究費の一部繰越が必要となった(繰越の報告書参照)。検討の結果当初計画どおり、ミドリムシPACの方が優れていた。更にPACに膜移行シグナルを付けるか、抗体による認識tagを付けるか、蛍光蛋白との共発現についてもin vitroで検討した。この結果を踏まえ一部の神経でPACとRFPを共発現するトランスジェニックマウスを作製した。トランスジェニックマウスはほぼ正常に生育した。またPAC発現細胞の軸索も予想通り投射していた。
以上、本研究の結果、cAMPの光制御と神経回路網の操作の研究の良いモデルマウスの作製に成功した。
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