2015 Fiscal Year Research-status Report
ケージド化合物を用いた神経細胞情報伝達因子の実時間細胞内分子ダイナミクス機構解明
| Project/Area Number |
25460288
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
竹内 裕子 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (10324823)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 線毛 / 情報変換 / パッチクランプ / ケージド化合物 / 分子拡散 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、嗅覚の第一段階である嗅神経細胞の情報変換機構を解明するため、嗅細胞線毛をターゲットとして電気生理学的手法と光学的手法を適用して、細胞実験を行った。電気生理学的手法はパッチクランプ法ホールセル記録、光学的アプローチではケージド化合物（ケージドcAMP・Ca）を同時適用した。当該年度は最終年度に相当したが、意想外の状況に即し、実験装置の大量破損や故障による修理などを余儀なくされたことから、当初予定していた実験を行うことが困難であった。当初の予定では、①コンフォーカル顕微鏡を使用した生体ナノスケール構造体の可視化 ②パッチクランプ法を用いた電流測定 ③ケージド化合物の光解離による線毛内物質濃度制御 ④蛍光インジケータを用いた線毛内物質濃度の可視化 を目的としており、特に④についての研究を進める予定であった。しかし、測定機器の故障により実験計画が頓挫したことから、②③のターゲットである嗅細胞線毛に発現している情報変換チャネル（cyclic nucleotide-gated channel, calcium-activated chloride channel）を通過するイオンの流れから生じる電流を測定し、その際のイオンチャネルを開口させるセカンドメッセンジャーであるcAMPとCaの実時間挙動の解析を優先させた。その結果、嗅線毛における物質の動態は微細構造に起因するよりもチャネルを始めとする細胞内因子の存在密度や物質間の親和性に起因する可能性が高いと考えられた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成26年に被害を被った水漏れ事故からの実質的な回復が遅延していたため、予定していた実験が計画通りに進めらなかったことが原因である。破壊された機器や機材の中には、市販の測定機器や記録装置だけではなく、ハンドメイドで作製したオリジナル（市販されていない1点もの）の機械なども含まれていたため、それらの復旧には一から構築し直すことが余儀なくされた。本年度は復旧と進展との両方に専念した。本研究の目的①④に関しては、システムの復旧により画像を取得することは可能となったが、目的とする精度に達するためには調整が必要である。②③では、シミュレーション解析も行ったが、今後さらに解析が必要となると考える。特に近年、線毛の形態学的な知見が多く得られているため、機能との関連性を考慮する必要性が生じている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究において、課題が残されていることからも、今後は先述した研究目的の①・④の構造体および線毛内物質の可視化を進めながら、②・③でのケージド化合物の光解離による情報変換チャネル開口とそれに伴う電流発生を定量的に解析していく。最終的には、生きたナノスケール構造体の内部における物質の動態が定量的に解析し、嗅覚受容における物質動態の重要性を解明することを目的とする。
|
| Causes of Carryover |
平成26年6月に所属している建物の上階に居住している他研究室から大規模な水漏れが生じ、電気生理研究に必須の機械（顕微鏡・パッチクランプアンプ・マニピュレータ・オシロスコープ・PC・スピーカー等）や装置（圧力刺激装置・還流装置等）が水没し、甚大な被害を被り、その復旧に尽力したが、まだ完全に回復していないことから、当初予定されていた実験計画が大幅に遅延したため。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰り越した金額は当該研究に必要であるものの修理不能な機器の購入や、破損しており市販していないオリジナル装置の修理のための部品や、遅延した分の実験に必要な物品（試薬や器具等）に使用し、研究成果が形になった場合には学会発表や論文などに関連する事項にも使用する予定である。
|
