Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
本研究ではCdc42の活性化因子（GEF）に着目し、CaMKII-Cdc42活性変換メカニズムを明らかにする。Cdc42の活性化因子（GEF）の候補は70種類程度あり、研究対象とするには膨大である。しかしながら最近、GEFの特異性の網羅的解析や発現量のデータベースを活用することで候補分子を70種類から6種類にまで絞り込むことができた。そこで本研究では、これら６種類のGEF分子に着目し、我々が独自開発した光応答性分子による局所光操作技術や2光子蛍光寿命イメージング顕微鏡で定量解析する。
Cdc42はスパイン内での光応答性CaMKII活性化により活性化される（Shibata et al. 2021）。すなわち、光応答性CaMKII活性化に応じてスパインにリクルートされるCdc42の活性化因子（80種類のGEF）の中から分子を同定すれば、それがCdc42を活性化させる変換因子である可能性がある。そこで、2光子蛍光寿命イメージング顕微鏡法（2pFLIM）を用いて各分子がスパインにリクルートされるかどうかをサブスパインの空間分解能でしかも定量的に調べることにした。具体的には、各候補分子を短い蛍光寿命（0.82ナノ秒）をもつ蛍光タンパク質BrUSLEEでタグ付けした。このプローブを、長い蛍光寿命（2.6ナノ秒）をもつEGFPと海馬神経細胞に共発現させた。そして、1000 nmの2光子励起で2pFLIMを行いながら、720 nmの2光子励起でケイジドグルタミン酸でLTPを誘起した。この方法を用いた予備的な結果として、研究代表者は候補分子の中から、LTP依存的にスパインにリクルートされる分子のイメージングに成功した。また現在までに、CaMKIIの下流分子の探索を進めており、DNAマイクロアレイによる発現解析やCaMKII下流のRhoGEFの解析を進めている。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022
All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results, Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Invited: 5 results)
Science Advances
Volume: 9(26)
Biophysics and Physicobiology
Volume: 20 Issue: 2 Pages: n/a
10.2142/biophysico.bppb-v20.0027
Biomedical Optics Express
Volume: 14 Issue: 1 Pages: 326334-326334
10.1364/boe.477322
