Analysis of molecules involved in exocytosis with dual FRET and fluorescent lifetime imaging

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K08530
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: General physiology
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: Takahashi Noriko 北里大学, 医学部, 教授 (60332178)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 神経伝達物質 / 分泌 / 糖尿病 / インスリン / 膜融合 / レーザー顕微鏡 / 2光子励起

Outline of Final Research Achievements

We investigated the mechanism of neurotransmitter release, which is involved in cognitive function, and mechanism of insulin release, which is related to the pathogenesis of diabetes mellitus. We mainly focused in the final step of secretion, exocytosis, as well as granule movement. Various molecules involved in exocytosis were labeled with fluorescent probes, and we analyzed their dynamics and assembly utilizing fluorescent resonance energy transfer and fluorescent lifetime imaging system, in two-photon excitation system. In some species of the cells, the mechanical stress, osmotic pressure, regulated the release probability.

Free Research Field

生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳における神経伝達物質の放出は、人としての機能に深くかかわる事象である。また、糖尿病はわが国をはじめ、アジアならびに世界において患者数が漸増傾向にある疾患であるが、その成因に深くかかわる現象としてインスリン分泌が挙げられる。我々はこれらの現象が細胞レベルでいかに起こり、環境や状況に応じて調節されているか解明した。立ち上げた実験系は、遺伝子工学的手法を用いた分子の蛍光標識、および細胞内微細環境の実時間画像化など最先端解析手法の特徴を生かしたもので、他の細胞における研究にも応用できる汎用性の高い手法である。