生物時計の多機能イメージング解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity |
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| Project/Area Number |
25113701
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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 | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
榎木 亮介 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00528341)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 概日リズム / カルシウム / 光イメージング / 神経ネットワーク / 時計遺伝子 / 視交叉上核 / 生物時計 / 共焦点 / 膜電位 / アデノ随伴ウイルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類の中枢時計は脳の視床下部の視交叉上核に局在し、網膜から外界の明暗情報を直接受け、全身にリズム時間情報を発振して、睡眠覚醒や体温調節などの様々な生理機能の約24時間の生体リズムを制御している。単一細胞でのリズム発振の分子機構は、時計遺伝子の転写翻訳のフィードバックループが想定され、近年詳細なメカニズムの解析が進んでいる。しかし時計遺伝子やその転写産物そのものは、神経発射活動や伝達物質放出などの細胞機能を直接調節する因子ではなく、時計遺伝子からの出力情報はカルシウムや細胞内分子が中間分子となり細胞出力である伝達物質放出や神経発射活動を制御していると考えられる。生物中枢時計の機能を理解するためには、カルシウムなどの中間分子や細胞出力などの様々な機能を計測する技術基盤の確立が必要である。これまでの研究により、回転板型共焦点と高感度CCDカメラなどからなる蛍光タイムラプスシステムと、アデノ随伴ウイルスによる神経細胞へ機能プローブの感染発現により、数百~千個個規模の神経細胞から概日カルシウムリズムを連続計測する実験系を構築している。
本研究計画では、蛍光/発光時計遺伝子レポーター動物と多色機能プローブを利用し、複数の細胞機能を同時計測する実験手法を確立し、生物時計中枢の作動メカニズムの解明を目標に研究を行った。蛍光/発光の時計遺伝子発現レポーターから視交叉上核切片を作成し、蛍光カルシウムプローブ等を発現させることで、両者の時空間変動パターンを同時に観察した。加えて膜電位変動や神経発射を同時計測する実験手法を確立し、時計遺伝子から細胞出力までの連関を示す知見を得た。本研究を通じて、当初の研究の目的である「生物時計の多機能イメージング解析法」を確立することができた。
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| Research Progress Status |
26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 |
26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
(39 results)
