2010 Fiscal Year Annual Research Report
光感受性分子の遺伝子導入による新たな視覚系構築と再生医工学研究領域の創成
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21200022
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
玉井 信 東北大学, 大学院・医学系研究科, 名誉教授 (90004720)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今村 一之 前橋工科大学, 工学部, 教授 (30203326)
菅野 江里子 東北大学, 国際高等研究機構, 助教 (70375210)
砂金 ひとみ 東北大学, 国際高等研究機構, 技術補佐員 (30400451)
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| Keywords | チャネルロドプシン / 網膜色素変性症 / 空間周波数特性 / 波長感受性 / 視覚再生 |
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| Research Abstract |
緑藻類クラミドモナス由来のチャネルロドプシン-2(ChR2)をアデノ随伴ウイルスベクターを用いて遺伝盲ラットの網膜神経節細胞に導入することによって視機能を回復できることを明らかにしている。また、昨年度、ChR2トランスジェニックラットを用いて、回復される視機能を行動学的に調べ報告した。本年度は、新たに作製した波長感受性の異なる改変型チャネルロドプシン(mVChR2)の光特性を電気生理学的に調べた。
改変型VChR2をCAGプロモーター、IRES2、およびピューロマイシン耐性遺伝子を持つプラスミドベクターに組み込み、HEK293細胞にエレクトロポレーション法によって導入した。遺伝子導入後、ピューロマイシンを含む培地で選択培養を行い、mVChR1を発現する細胞のみを選択培養した。mVChR1を発現するHEK293細胞の各波長光に対する応答をパッチクランプ法によって調べた。mVChR1-HEK293細胞は、450nmから600nmまで幅広い波長光に応答した。また、ボルボックス由来の青型チャネルロドプシン(VChR2)を同様の方法で改変体を作製し、波長特性を調べたところ、波長特性は改変前と同等であった。しかし、その光反応性は改変体で有意に高かった。改変型mVChR1,2の細胞内での局在をしらべたところ、いずれの改変体も改変前に比べ、細胞内での顆粒状の蓄積が減少し、細胞膜に局在化していることが分かった。
今回作製したmVChR1は、幅広い波長感受性を持ち、特に白色光に高い応答性を示すことから、今後、視覚再生に有用な遺伝子として利用できると考えられる。
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Research Products
(15 results)
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[Journal Article] Involvement of endplasmic reticulum stress on neuronal cell death in the lateral geniculate nucleus in the monkey glaucoma model.2010
Author(s)
Ito Y, Shimazawa M, Inokuchi Y, Yamanaka H, Tsuruma K, Imamura K, Onoe H, Watanabe Y, Aihara M, Arae M, Hara H.
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Journal Title
Eur.J.Neurosci
Volume: 33
Pages: 843-55
Peer Reviewed
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[Presentation] Retinal and systemic immune responses after the transfer of channelrhodopsin-2 into RCS rats2010
Author(s)
Tomita, H., Sugano, E., Isago, H., Hiroi, T., Wang, Z. and Tamai, M
Organizer
XIVth International Symposium on Retinal Degeneration
Place of Presentation
Quebec, Canada
Year and Date
20100714-16
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[Presentation] Optimization of volvox-derived channelrhodopsin-1 to expressexpression in mammalian cells2010
Author(s)
Sugano, E., Tomita, H., Isago, H., Hiroi, T., Wang, Z. and Tamai, M
Organizer
XIVth International Symposium on Retinal Degeneration
Place of Presentation
Quebec, Canada
Year and Date
20100714-16
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[Presentation] Visual Responses of Royal College of Surgeons Rats Transferred Modified Volvox Channelrhodopsin-2 Gene.2010
Author(s)
Tomita, H., Sugano, E., Isago, H., Hiroi, T., Wang, Z., Tamai, M.
Organizer
Annual meeting Association for Research in Vision and Ophthalmology
Place of Presentation
Ft.Lauderdale, US
Year and Date
2010-05-02
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[Presentation] Systematic and Local Responses of Channelrhodopsin-2 Gene Therapy2010
Author(s)
Sugano, E., Tomita, H., Isago, H., Hiroi, T., Wang, Z., Tamai, M.
Organizer
Annual meeting Association for Research in Vision and Ophthalmology
Place of Presentation
Ft.Lauderdale, US
Year and Date
2010-05-02
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