| 研究課題/領域番号 |
19KK0198
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分48:生体の構造と機能およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
大場 雄介 北海道大学, 医学研究院, 教授 (30333503)
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| 研究分担者 |
藤岡 容一朗 北海道大学, 医学研究院, 講師 (70597492)
佐藤 絢 北海道大学, 医学研究院, 博士研究員 (90854662)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2021年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2020年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 蛍光顕微鏡 / 偏光顕微鏡 / 等方性分解能 / 蛍光タンパク質 / 異方性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ダイナミックな生命現象を理解には、空間軸（x, y, z 軸）と時間軸（t 軸）の4次元すべてに関する情報が必要である。しかし、技術的限界からこの4次元情報すべての高分解能計測は不可能である。本研究では、蛍光の偏光と異方性を活用し、これまであまり注目されていなかった分子の「向き」を検出することで、すべての方向において等しい分解能と高い時間分解能を有する観察系を構築する。これにより、エンドサイトーシスの初期過程など 細胞膜のダイナミクスの観察が可能となる。将来的には「角度」あるいは「向き」に着目した生物学の新領域の開拓や、生体膜のダイナミクスを理解する学術基盤の構築を目指したい。
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| 研究成果の概要 |
緑色蛍光タンパク質の２箇所に膜局在配列を一つずつ付加することで細胞膜と蛍光タンパク質の発色団が常に直行する位置に固定される角度センサーを作製した。また、赤色蛍光タンパク質でも同様のセンサーを作製した。加えて、任意の角度の偏光での励起と発した光を偏光に基づき分光する全反射偏光蛍光顕微鏡をセットアップした。これらを用いて膜の角度の変化を蛍光強度の変化として捉えることができる手法を確立し、受容体依存性エンドサイトーシス超初期過程を可視化することに成功した。が確立できた。また、開発した全反射顕微鏡を用いて、インクレチンGLP-1がL細胞から分泌される瞬間を直接捉えることに世界で始めて成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
開発した角度プローブによりz方向の分解能が向上し、より多次元での膜動態の光学顕微鏡観察が可能になる。また、細胞膜以外のオルガネラや個別の分子に着目することで、これまで生物学研究ではあまり注目されてこなかった「角度」と「向き」に関する様々な情報を収集することができる。将来的には本研究成果を基盤として「角度」と「向き」に着目した新しい生物学の新領域の開拓が期待される。また、今回開発したインクレチン分泌プローブにより、L細胞からGLP-1が分泌される瞬間を捉えることに成功した。現在の社会課題になりつつある糖尿病に対し、インクレチン分泌促進という観点からの新たな解決策探索への応用も期待できる。
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