2012 Fiscal Year Annual Research Report
生体ナノ空間シナプスのためのバイオセンシング法の開発と脳機能計測への応用
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24350032
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
平野 愛弓 東北大学, 大学院・医工学研究科, 准教授 (80339241)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
庭野 道夫 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20134075)
木村 康男 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (40312673)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | バイオセンサ / 神経伝達物質 / シナプス / イオンチャネル |
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| Research Abstract |
マウス脳スライス標本中において,シナプス可塑性の代表例である長期増強(LTP)を誘導し,その際に放出されるグルタミン酸量について,申請者らが開発したキャピラリー酵素センサーを用いて評価した.申請者らはこれまでに,電気刺激下で放出されるグルタミン酸を脳スライス内で検出することに成功していたが,本年度はこれをシナプス可塑1生へと展開し,マウス海馬スライスにおいてLTPを誘導した際のグルタミン酸応答の変化について評価した.さらに,種々の阻害剤を投与してコントロール実験を行い,観測されたグルタミン酸の放出由来についても検証を行った.また,脳内計測が可能なキャピラリー型脂質二分子膜グルタミン酸センサーの開発を目指し,その課題となっている安定化脂質二分子膜へのイオンチャネルの包埋について検討を行った.チャネルタンパク質はリボソームに埋め込まれた状態で抽出されるので,チャネルの包埋のためにはチャネル含有リボソームを平面脂質二分子膜と効率よく融合(ベシクル融合)させる必要がある.本年度は,イオンチャネルとして心筋のhuman ether-a-go-go-related gene(hERG)チャネルを対象に,種々の物理的なベシクル融合促進因子について検討した.安定化脂質二分子膜としては,微細加工したシリコン基板中に形成した二分子膜を典型例として用いた.その結果,シリコンチップ中に形成した安定化脂質二分子膜中でのhERGチャネルの単一チャネル電流記録に成功した.
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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
LTP誘導前後におけるグルタミン酸放出量の定量については,予定通りに進んでおり,今後はコントロール実験を残すのみとなっている.また,イオンチャネルセンサーについても,当初の予定のグルタミン酸受容体ではないが,創薬において注目度の高いhERGチャネルの包埋に成功しており,生体チャネルの二分子膜中への包埋という点では順調に進んでいると考えられる.
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| Strategy for Future Research Activity |
LTP誘導前後におけるグルタミン酸放出量の定量については,コントロール実験を進め,その知見に基づいて,ナノセンサーの開発へと展開する.また,イオンチャネルの二分子膜への包埋について,さらなる効率化について検討を行い,キャピラリー型脂質二分子膜センサー実現に向けての基礎知見を集積する.
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
グルタミン酸放出量の定量についてのコントロール実験を進めるため,試薬や実験動物,実験用ガス,実験器具が必要となる.イオンチャネルの二分子膜への包埋についてはさならる条件検討が必要となるため,リボソームの浸透圧を測定する浸透圧計を購入し,融合条件を精査する予定である,
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