2021 Fiscal Year Annual Research Report
Nano-imaging of the growth cone producing the driving force for nerve growth
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17KK0144
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
野住 素広 新潟大学, 医歯学系, 講師 (00420323)
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| Project Period (FY) |
2018 – 2021
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| Keywords | 超解像顕微鏡 / 成長円錐 / オルガネラ / 蛍光陰影法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経回路形成・再生時には、軸索の先端に走化性をもつ成長円錐が形成され、軸索伸長を先導する。成長円錐は細胞体から離れた小さな領域であるにもかかわらず、多様な細胞内コンポーネントが含まれている。細胞骨格やオルガネラなどの構成要素は狭い空間内で協調的に相互作用することによって、効率的に成長円錐の機能に寄与していると考えられる。本研究では超解像顕微鏡でオルガネラの動態を網羅的に可視化することを目指し、細胞質を蛍光で光らせて様々なオルガネラをネガティブ像として同定、追跡することを試みた。蛍光タンパク質を発現させた繊維芽細胞では、細胞核とその周辺のミトコンドリア、エンドソーム、リソソーム、ゴルジ体、小胞体などの膜オルガネラに加え、束状の微小管も部分的に可視化することができた。この蛍光陰影法を用いて、成長円錐内を可視化した結果、ミトコンドリア、エンドソームやリソソームだけでなく、アクチンの太い束も検出できた。しかし、直径が100 nm以下である小胞体や微小管を明瞭な画像として検出できなかった。また多量体を形成することが報告されている蛍光タンパク質を試したが、ネガティブ像のコントラストが向上する結果は得られなかった。これまで、それぞれのオルガネラ分子マーカーでしか見ることができなかった、成円錐における逆行性、順行性の小胞やミトコンドリアなどの動きを今回の蛍光陰影法によって同時にライブ撮影することができた。
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