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細胞内イオン環境の時空間変動による細胞可塑性の光制御

研究課題

研究課題/領域番号 16K01351
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

浅野 豪文  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (30552476)

研究協力者 青木 結香  
宮本 孝則  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード筋分化 / 小胞体カルシウム / 光遺伝学 / 細胞分化 / 神経筋接合部 / 細胞内イオン / 遺伝子発現 / 細胞工学 / 細胞・組織 / 分化・発生
研究成果の概要

本研究は細胞内のイオン動態に着目して、それぞれのイオン輸送が細胞機能に果たす役割を明らかにすることを目的とした。細胞内カルシウムストアである小胞体のカルシウムを光で直接操作するために小胞体に特異的に発現する光スイッチを開発した。小胞体内腔から細胞質へのカルシウムイオン放出を高い時間分解能で光で引き起こすことに成功した。細胞活動を規定する細胞内のイオン輸送を光で誘導すると、骨格筋細胞の分化を促進することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞内にカルシウムを貯蔵する小胞体は分泌や代謝、筋収縮、神経の信号伝達など様々な組織、細胞において重要な働きを持っている。しかし、小胞体におけるカルシウムイオンの放出と充填を担う分子は同定されているものの、その制御機構については不明な点が多い。我々が開発した小胞体光スイッチは細胞内のカルシウムイオンを正確に制御することができる手段である。細胞の増殖、分化機構を明らかにすることは発生や再生の生命起源を理解する上で重要であり、新たな細胞制御技術や創薬の基盤技術の構築に寄与するものと期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Optogenetic manipulation of intracellular calcium by BACCS promotes differentiation of MC3T3-E1 cells2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Moe、Asano Toshifumi、Hosomichi Jun、Ono Takashi、Nakata Takao
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 506 号: 3 ページ: 716-722

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.10.107

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organelle Optogenetics: Direct Manipulation of Intracellular Ca2+ Dynamics by Light2018

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Asano、Hiroyuki Igarashi、Toru Ishizuka、Hiromu Yawo
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 12 ページ: 561-561

    • DOI

      10.3389/fnins.2018.00561

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Myogenic Maturation by Optical-Training in Cultured Skeletal Muscle Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Asano Toshifumi、Ishizuka Toru、Yawo Hiromu
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: - ページ: 135-145

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-7283-8_10

    • ISBN
      9781493972821, 9781493972838
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Myogenic maturation by optical-training in cultured skeletal muscle cells2017

    • 著者名/発表者名
      T. Asano, T. Ishizuka and H. Yawo
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 光遺伝学ツールBACCSを用いた骨芽細胞分化メカニズムの制御2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤萌,浅野豪文,細道純,小野卓史,中田隆夫
    • 学会等名
      第124 回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞活動依存的な神経筋接合部形成の検討2019

    • 著者名/発表者名
      宮本孝則,浅野 豪文,中田 隆夫
    • 学会等名
      第124 回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光遺伝学を用いた骨芽細胞分化メカニズムの解明と制御2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 萌,浅野 豪文,細道 純,石田 雄之,臼見 莉沙,清水 康広,金香 佐和,中田 隆夫,小野 卓史
    • 学会等名
      第77回日本矯正歯科学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 神経筋接合部形成における神経細胞活動依存性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      青木 結香,浅野 豪文,中田 隆夫
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 神経筋接合部形成における神経細胞活動依存性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      青木 結香,浅野 豪文,中田 隆夫
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞活動の動的光制御による筋分化調節2017

    • 著者名/発表者名
      浅野豪文、中田隆夫
    • 学会等名
      第16回日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋細胞分化の活動依存的な調節機構2017

    • 著者名/発表者名
      浅野豪文,中田隆夫
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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