細胞膜電位の時空間制御と同時計測
Publicly Offered Research
| Project Area | Systems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system |
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| Project/Area Number |
23115712
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
筒井 秀和 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30392038)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| Budget Amount *help |
¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
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| Keywords | 細胞膜電位 / 蛍光蛋白質 / 膜電位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
興奮性細胞の電気活動の時空間計測に取り組んでいる。これまで、独自に開発した膜電位プローブを用い、神経細胞における単一発火の検出、ゼブラフィッシュの心臓の膜電位動態の観察などに成功してきた。しかし、現在の膜電位時空間計測技術は、まだ十分な汎用性を備えておらず、技術の向上が必須である。課題の一つにプローブ特性の更なる向上がある。分子設計には予測不可能な側面が多いため、大量の候補プローブをアッセイする必要がある。通常、パッチクランプ法と光計測実験を同時に行う。正確な計測が可能であるが、スループットが悪いという問題点があった。今年度、細胞外電場に対する電位応答（誘起電位）を利用して簡便に評価を行う、ユニークな手法の確立に取り組んだ。電場中に置かれた細胞は、場所に応じた誘起電位が発生する。理論的には、電場の向きと、細胞膜の法線方向との間の角度の関数で表される事が示されていたが、今回、N2a細胞を用い、実験的にその正当性を示した。ところが、N2aやHekのような培養細胞は静止膜電位の細胞ごとのばらつきが大きく、絶対的な膜電位に基づく定量的な解析を行う上で障害となった。内向き整流性Kチャネルを安定的に発現する細胞株を樹立する事で、静止膜電位の不確定性を最小限に抑えた。また、このコンダクタンスの導入は、誘起電位のプロファイルにも大きな影響を与える、という興味深い結果も見出した。これらの結果に基づき、候補プローブの応答性を単発の電流パルスによる応答から解析する事に成功した。電気生理的手法よりも精度はやや劣るものの、高速評価が可能で、相補的といえる。さらに、マイクロ流路やセルソーター対する互換性も質的に有しており、今後のプローブ開発の効率化が期待できる。この評価法を利用する事で、試験的に、単色型の電位プローブを作成した。このようなデザインは、例えば光遺伝学との併用を可能にすると期待出来る。
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| Research Progress Status |
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
