• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2020 Fiscal Year Annual Research Report

新規ケージド化合物を用いた線虫のオールオプティカル神経行動解析法の開発

Research Project

Project/Area Number 19K16291
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

高橋 光規  山梨大学, 大学院総合研究部, 特任助教 (30788922)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Keywordsケージド化合物 / 線虫 / 神経活動観察 / Ca2+イメージング / マイクロ流路
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、長波長の光で駆動するケージド化合物を用いて、線虫の神経活動の観察と光操作を同時に行うことを目指している。最終年度は、初年度に明らかになった問題の解決に取り組んだ。具体的には、神経活動観察に用いるCa2+センサーGCaMPの光退色を防ぐため、カメラと同期して、カメラ露光時のみ点灯するLED光源を導入することで、GCaMPの退色を防ぎ、線虫への光毒性を低下させることができた。また、PDMS樹脂性の微小流路チップ内で自由に動き回る線虫において、動きが速くGCaMP発現細胞のトラッキングができなかった問題については、MATLABの画像解析機能を活用することで細胞トラッキングのカスタムスクリプトを作成することができた。この撮影システムを利用し、線虫の筋肉または運動神経細胞HSNに発現したGCaMPを観察しながら、ケージド化合物による細胞の活性化を試みたところ、それぞれの細胞においてGCaMPの蛍光上昇が観察された。同時に、筋収縮または産卵行動を観察することにも成功し、神経活動の観察と光操作を同時に行うという目標が達成された。また、介在神経RIM、AVA、PVQにもGCaMPおよびケージド化合物を適用することで、神経活動の観察と光操作を同時に行うことができた。これら一連の実験により、線虫の行動を観察するため4~5倍の低倍レンズを用いると、ケージド化合物の励起に用いる強い黄色光がGCaMPの観察チャネルに漏れ込み、GCaMPの蛍光変化を定量する妨げとなるという新たな課題も明らかになった。今後、ケージド化合物の励起光漏れ込みを抑制するため、光学フィルターの組み合わせを変えたり光路設計を見直す予定である。

  • Research Products

    (2 results)

All 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Neural and behavioral control in Caenorhabditis elegans by a yellow-light activatable caged compound2021

    • Author(s)
      Takahashi Hironori、Kamiya Mako、Kawatani Minoru、Umezawa Keitaro、Ukita Yoshiaki、Niwa Shinsuke、Oda Toshiyuki、Urano Yasuteru
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 118 Pages: e2009634118

    • DOI

      10.1073/pnas.2009634118

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ケージド化合物を用いた黄色光による線虫神経細胞と行動の光制御2021

    • Author(s)
      高橋光規、神谷真子、河谷稔、梅澤啓太郎、丹羽伸介、小田賢幸、浦野泰照
    • Organizer
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会・第98回日本生理学会大会合同大会

URL: 

Published: 2021-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi