| Project/Area Number |
22K06213
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44010:Cell biology-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Tojima Takuro 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (00373332)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 膜交通 / 高速超解像顕微鏡 / ゴルジ体 / 成長円錐 / 神経回路形成 / 軸索ガイダンス / オルガネラ / 超解像顕微鏡 / 光遺伝学ツール |
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| Outline of Research at the Start |
全ての脳機能は発生期に構築される神経回路の正確な配線パタンに依存しており、神経配線の異常は種々の神経疾患に直結する。発生過程の神経細胞から伸びる軸索突起の先端部（成長円錐）は、周辺環境を感知して方向転換しながら移動し、遥か遠隔の標的まで正確に辿り着く。本研究では、成長円錐の運動性を統御する司令塔として膜交通機構に焦点を当て、膜交通が各種機能分子群の細胞内局在や動態を適材適所にコントロールすることで、成長円錐の臨機応変な運動性を生み出す仕組みを解明する。そのために、我々が開発した次世代型高速超解像顕微鏡と光遺伝学ツールを駆使し、生きた成長円錐内における様々な膜交通現象を精密に観て、操作する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Membrane traffic is the intracellular process by which membrane/secretory proteins are transported by membranous vesicles between organelles and delivered to subcellular locations where they perform their functions. In this study, we aimed to elucidate the intracellular mechanisms controlling neuronal circuit formation by observing and manipulating membrane traffic in living neuronal cells using our newly developed high-speed super-resolution microscopy (SCLIM) and optogenetic tools. As a result of this research, we were able to track part of the process by which neuronal cargo proteins are transported to their destination with high spatiotemporal resolution.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本課題で開発した最新鋭の高速超解像顕微鏡SCLIMの適用範囲は幅広く、これまで観ることができなかった生命現象を可視化することで、全ての生命科学分野の進歩に大きく貢献することが期待される。また本研究の成果は、将来的に、神経疾患や脊髄損傷などで失われた神経軸索を再配線するといった再生医療への応用へと発展できる可能性がある。
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