2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19H03394
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡田 康志 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50272430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 一穂 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (20642565)
池崎 圭吾 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10722960)
榎 佐和子 (苙口佐和子) 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (50467635)
神原 丈敏 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (40451637)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 分子混雑 / キネシン / 小胞輸送 / 軸索輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞質のタンパク質濃度から計算すると、その平均距離は10nm程度とタンパク質の大きさと同程度である。このような分子混雑環境の中で、直径100~1000nmの小胞などが動く際には、水(および水に近い希薄溶液)中の1000倍以上の抵抗を受けると予想される。にもかかわらず、細胞内の小胞輸送速度は、in vitroでの速度よりもむしろ速く、5~10倍にも達することがある。これが本研究の対象となる中心的なクエスチョンである。
この問に答えるために、本研究では、トップダウンとボトムアップの2つのアプローチを採る。トップダウンのアプローチでは、培養神経細胞を用いたスクリーニングで小胞輸送速度を制御する分子機構の解明を目指す。ボトムアップのアプローチでは、細胞質の分子混雑をin vitroで再現する実験系を構築し、小胞輸送の力速度関係の精密な解析を行う。これと並行して、細胞内混雑環境での小胞輸送について、ミクロ系の統計力学に基づく理論的な解析と、細胞内混雑環境における一分子計測のための計測技術開発を行う。
本年度は、トップダウンのアプローチのために、マウス初代培養神経細胞など培養細胞を一定のパターンに配列させて培養するためのデバイスを作成し、培養条件を確立を目指し、一定の成果を得た。これにより、効率的かつ自動的にイメージング・計測を行うことが可能になると期待される。軸索内の小胞輸送速度を計測し、スクリーニングを行うために必須となるプラットフォームを確立するための基礎的な成果である。
ボトムアップのアプローチのための技術開発では、主に細胞内混雑環境での一分子計測技術の開発を継続した。時間分解能1ミリ秒以下、空間精度10nm以下の時空間分解能での拡散計測を行うための計測技術の開発を行うことで、細胞内およびin vitroで再現した混雑環境において、並進および回転拡散を同時計測を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍の影響により20年度予算の一部を21年度に繰り越して実施せざるを得なかったが、当初予定していた研究内容を着実に実施することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
残期間で21年度に実施予定の計画分を遂行し、当初計画の成果達成を目指す。
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