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A technical platform for optical manipulation of synaptic molecules

Research Project

Project/Area Number 21K19311
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 46:Neuroscience and related fields
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

Takemoto Kiwamu  三重大学, 医学系研究科, 教授 (80466432)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords光操作 / CALI法
Outline of Research at the Start

本研究では、NMDA受容体やAMPA受容体(GluA1ホモマー・GluA1/2・GluA2/3)、mGluR5、GABAA受容体、セロトニン受容体、ドーパミン受容体(D1・D2)、アセチルコリン受容体といった、10種類の主要な神経伝達物質受容体を標的とし、CALI法の開発を行う。またCRISPR-Cas9ゲノム編集を適用し、これらの開発したCALI法のうち、内在性GluA2/3をモデルに、海馬CA1領域依存的な受動的回避学習において、in vivo でCALIを試み、in vivoでの技術検証とGluA2/3の生理機能の同定を目指す。

Outline of Final Research Achievements

The CALI method is a molecular function inactivation method using photosensitizers that release reactive oxygen species in a light-irradiation-dependent manner. It is currently extremely difficult to develop CALI methods for various neurotransmitter receptors one after another. In this study, we applied our new method for rapid optimization of CALI efficiency (high-throughput CALI method) to various molecules and successfully demonstrated the development of high-throughput CALI methods for major membrane proteins.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来のCALI法は、分子ごとにCALIが可能な抗体をスクリーニングする必要等の制約があるため、様々な分子に対するCALI法を次々に開発することは極めて困難であった。主要な受容体に対するCALI法をハイスループットに開発できることが実証された本技術により、将来的にはシナプス~脳領域レベルのマルチスケールに対応したシナプス分子解析のための技術プラットフォームの確立が期待できる。

Report

(2 results)
  • 2022 Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2022 2021

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] GluA2/3 AMPA受容体複合体に対する光不活性化技術2022

    • Author(s)
      實木亨、高橋琢哉、竹本研
    • Organizer
      第99回日本生理学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] GluA2/3 AMPA受容体に対する光不活性化技術の開発と応用2021

    • Author(s)
      實木亨、高橋琢哉、竹本研
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] GluA2/3 AMPA受容体複合体に対する光不活性化技術2021

    • Author(s)
      實木亨、高橋琢哉、竹本研
    • Organizer
      第64回日本神経化学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2024-12-25  

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