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膜微小ドメインによるAMPA受容体チャネル活性制御:超高精度1分子法による解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K19521
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 生体の構造と機能およびその関連分野
研究機関岐阜大学

研究代表者

鈴木 健一  岐阜大学, 研究推進・社会連携機構, 教授 (50423059)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードAMPA受容体 / 1分子蛍光観察 / 超解像蛍光観察 / チャネル活性 / 超解像イメージング / 1分子イメージング / シナプス
研究成果の概要

本研究の目的は、神経細胞上でのAMPA受容体(AMPAR)の分布を明らかにし、シナプス可塑性を生む機構を解明することである。HEK293細胞上で1分子観察を行った結果、AMPARの4量体は安定ではなく、単量体も存在していた。マウス神経細胞上でも、AMPARは、約100ミリ秒という短寿命のホモダイマーを形成した。Homer-1bドメイン上のシナプス領域ではAMPARの運動は非常に遅いが、シナプス領域外では速い成分も存在した。これらの結果から、刺激に応じて神経細胞がシナプス領域内外のAMPAR密度を迅速に変えシナプス伝達効率を変更できるのは、AMPAR単量体の速い動きが原因だということを提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、神経細胞間での情報伝達が起きているシナプスと言われる領域で、情報伝達の担い手である受容体が、刺激に応じて増減する機構を解明しようと試みた。神経細胞上で受容体の1分子ずつを観察した結果、受容体は今まで考えられてきたような安定な4量体ばかりではなく、短い寿命の2量体や単量体も多くみられた。シナプス領域中のHomer1bというタンパク質でできた膜領域では、受容体の運動は非常に遅かったが、その外では速い成分も存在していた。これらの結果から、刺激に応じて神経細胞がシナプス領域内外の受容体密度を迅速に変えることができるのは、受容体の単量体の速い動きが原因だというモデルを提案した。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 12件)

  • [雑誌論文] Dual-FRET imaging of IP3 and Ca2+ revealed Ca2+-induced IP3 production maintains long lasting Ca2+ oscillations in fertilized mouse eggs.2019

    • 著者名/発表者名
      Toru Mitsu-Ura, Hideki Shirakawa, Kenichi G. N. Suzuki, Akitoshi Miyamoto, Kotomi Sugiura, Takayuki Michikawa, Akihiro Kusumi, Katsuhiko Mikoshiba.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 4829-4829

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40931-w

    • 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] Unraveling of lipid raft organization in cell plasma membranes by single-molecule imaging of ganglioside probes.2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi G. N. Suzuki, Hiromune Ando, Naoko Komura, Takahiro Fujiwara, Makoto Kiso, Akihiro Kusumi.
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine and Biology

      巻: 1104 ページ: 41-58

    • DOI

      10.1007/978-981-13-2158-0_3

    • ISBN
      9789811321573, 9789811321580
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence of lipid rafts based on the partition and dynamic behavior of sphingomyelins2018

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Masanao、Suzuki Kenichi G.N.、Murata Michio、Matsumori Nobuaki
    • 雑誌名

      Chemistry and Physics of Lipids

      巻: 215 ページ: 84-95

    • DOI

      10.1016/j.chemphyslip.2018.07.002

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Super-long single-molecule tracking reveals dynamic-anchorage-induced integrin function.2018

    • 著者名/発表者名
      Takaaki A. Tsunoyama, Yusuke Watanabe, Junri Goto, Kazuma Naito, Rinshi S. Kasai, Kenichi G. N. Suzuki, Takahiro K. Fujiwara, Akihiro Kusumi.
    • 雑誌名

      Nature Chemical Biology

      巻: 14 号: 5 ページ: 497-506

    • DOI

      10.1038/s41589-018-0032-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revealing the raft domain organization in the plasma membrane by single-molecule imaging of fluorescent ganglioside analogs.2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi G. N. Suzuki, Hiromune Ando, Naoko Komura, Akihiro Imamura, Hideharu Ishida, Makoto Kiso, Takahiro K. Fujiwara, Akihiro Kusumi.
    • 雑誌名

      Methods in Enzymology

      巻: 598 ページ: 267-282

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2017.06.038

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Native prion protein homodimers are destabilized by oligomeric amyloid beta1-42 species as shown by single-molecule imaging.2018

    • 著者名/発表者名
      Sachin S. Tiwari, Yuki M. Shirai, Yuri L. Nemoto, Kumiko Kojima, Kenichi G. N. Suzuki.
    • 雑誌名

      Neuroreport

      巻: 29 号: 2 ページ: 106-111

    • DOI

      10.1097/wnr.0000000000000916

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of fluorescent gangliosides for the studies of raft domains.2017

    • 著者名/発表者名
      Naoko Komura, Kenichi G. N. Suzuki, Hiromune Ando, Miku Konishi, Akihiro Imamura, Hideharu Ishida, Akihiro Kusumi, Makoto Kiso.
    • 雑誌名

      Methods in Enzymology

      巻: 597 ページ: 239-263

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2017.06.004

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of new ganglioside probes and unraveling of raft domain structure by single-molecule imaging.2017

    • 著者名/発表者名
      Kenichi G. N. Suzuki, Hiromune Ando, Naoko Komura, Takahiro K. Fujiwara, Makoto Kiso, Akihiro Kusumi.
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta

      巻: 1861 号: 10 ページ: 2494-2506

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2017.07.012

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raft-based sphingomyelin interactions revealed by new fluorescent sphingomyelin analogs2017

    • 著者名/発表者名
      Masanao Kinoshita, Kenichi GN Suzuki, Nobuaki Matsumori, Misa Takada, Hikaru Ano, Kenichi Morigaki, Mitsuhiro Abe, Asami Makino, Toshihide Kobayashi, Koichiro M Hirosawa, Takahiro K Fujiwara, Akihiro Kusumi, Michio Murata
    • 雑誌名

      J Cell Biol

      巻: 未定 号: 4 ページ: 1183-1204

    • DOI

      10.1083/jcb.201607086

    • NAID

      120005998045

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高精度1分子観察によるラフト組織化と機能の解明2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木健一
    • 学会等名
      第66回脳の医学・生物学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation mechanisms of EGFR activity by gangliosides as revealed by single-molecule imaging.2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Suzuki
    • 学会等名
      JAACT2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation mechanisms of EGFR activity by ganglioside homodimer rafts as revealed by single-molecule imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Suzuki
    • 学会等名
      The 56th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高精度1分子観察によるラフト組織化とシグナル制御機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木健一
    • 学会等名
      第40回日本生物学的精神医学会・第61回日本神経化学会大会 合同年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞膜の組織化と機能:高精度1分子観察による解明2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木健一
    • 学会等名
      第19回運動器科学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1分子観察によるラフト組織化と機能の解明2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木健一
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー生体膜の生物化学
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1分子観察で明らかになったガングリオシドクラスター形成とそのEGF受容体活性制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木健一
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞膜の組織化と機能:高精度1分子法による解明2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木健一
    • 学会等名
      名古屋大IGERセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高精度1分子イメージングで明らかになったラフト組織化と機能2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木健一
    • 学会等名
      第10回セラミド研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unraveling of raft organization and function by single-molecule imaging.2017

    • 著者名/発表者名
      Kenichi G. N. Suzuki
    • 学会等名
      International seminar on biophysics and chemical biology of biomembranes and lipid bilayers
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞膜上での超高速1分子蛍光観察法2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木健一
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1分子観察で明らかになったガングリオシドのクラスター形成機構とEGF受容体活性制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木健一
    • 学会等名
      第59回日本脂質生化学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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