2016 Fiscal Year Annual Research Report
Near infrared upconversion optogenetics
| Project/Area Number |
15K15025
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
八尾 寛 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (00144353)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | オプトジェネティクス / 神経科学 / ナノ粒子 / アップコンバージョン / チャネルロドプシン / 近赤外光 / 光操作 / アニオンチャネルロドプシン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
非侵襲的に神経活動をコントロールすることは神経回路の生理機構の解明にとって重要なだけではなく、神経疾患に対する長期間の治療にも応用できる可能性が展望される。近赤外光は、生体組織による吸収が低いため、生体深部の光操作に理想的である。希土類元素混合物の結晶体のランタニドナノ粒子（LNP）は、近赤外光エネルギーを吸収し、可視光を発光する性質（アップコンバージョン現象）を有している。本研究においては、LNPをドナーとして近赤外光エネルギーを可視光に変換し、アニオンチャネルロドプシンなどの光感受性タンパク質をアクセプターとして神経細胞活動を抑制するシステムの構築と最適化に成功した(Hososhima et al., 17th International Conference on Retinal Proteins, 2016; Yawo et al., 第39回日本神経科学大会, 2016; Yawo et al., 第94回日本生理学会大会, 2017)。２種類のアニオンチャネルロドプシン、GtACR1, GtACR2について、スペクトル感受性と光量感受性を比較した。その結果、GtACR1は、緑色光に対して極めて高い感受性があり、光遺伝学サイレンサーとして従来用いられてきたハロロドプシンに対し200倍、ArchTに対し400倍高感度であることが分かった。一方、LNP:LiYF4(Yb/Er 20/2)は、545 nmにおいて最大の発光を有している。したがって、545 nm付近の光に対する感度の高いGtACR1がLNP:LiYF4(Yb/Er 20/2)のアップコンバージョン・アクセプターに最適化されていることを明らかにした研究を通じて確立した基盤技術を発展させ、近赤外光アップコンバージョンによるin vivo脳機能制御の研究を展開する。
|
Research Products
(44 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Integration of Organic Electrochemical and Field-Effect Transistors for Ultraflexible, High Temporal Resolution Electrophysiology Arrays.2016
Author(s)
Lee W, Kim D, Rivnay J, Matsuhisa N, Lonjaret T, Yokota T, Yawo H, Sekino M, Malliaras GG, Someya T.
-
Journal Title
Adv Mater.
Volume: 28
Pages: 9722-9728
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
[Journal Article] Blockade of the KATP channel Kir6.2 by memantine represents a novel mechanism relevant to Alzheimer's disease therapy.2016
Author(s)
Moriguchi S, Ishizuka T, Yabuki Y, Shioda N, Sasaki Y, Tagashira H, Yawo H, Yeh JZ, Sakagami H, Narahashi T, Fukunaga K.
-
Journal Title
Mol Psychiatry.
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 新規トランスジェニックラット3 系統の開発- tdTomato レポーターラット, Flame ラット, ChRFR(C167A)レポーターラット-2017
Author(s)
五十嵐敬幸, 小泉協, 金子涼輔, 池田啓子, 江川遼, 柳川右千夫, 村松慎一, 鬼丸洋, 石塚徹, 八尾寛
Organizer
先端モデル動物支援プラットフォーム平成28年度成果発表会
Place of Presentation
大津
Year and Date
2017-02-06 – 2017-02-07
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 光と生命の融合2016
Author(s)
八尾寛
Organizer
最先端計測とライフサイエンスの近未来
Place of Presentation
仙台
Year and Date
2016-06-18 – 2016-06-18
Invited
-
-
-
