研究課題
特定領域研究
本研究は、光照射によって、蛍光活性化する生理機能センサータンパク質を開発することで、生きた細胞内や個体内の、ナノからマクロに及ぶ、様々な空間スケールにおける生理機能を高感度に観察する手法を構築することを目的とした。昨年度に作製したPA-GFPとDsRedをFRETのドナー・アクセプターとして利用した光活性化型Ca^<2+>指示薬PA-cameleonは光活性化前の状態でもDsRedによる青色励起光の吸収により蛍光が観察されたため、光活性化の利点の1つである高いコントラストを実現することができなかった。その一方で、405nmのレーザーを照射し、PA-GFPを活性化すると、緑色の蛍光が現れ、リガンド刺激に伴う細胞内Ca^<2+>濃度の変化を捉えることができた。本年度はDsRed以外の赤色蛍光タンパク質や緑色光を吸収するが蛍光性の無い色素タンパク質を用いる事で光活性化によるコントラストのさらなる増加が実現できないかを検討した。その結果、試験管内、細胞内のいずれにおいても405nmの刺激光照射によって不可逆的に無蛍光状態から蛍光性を獲得することが確認され、刺激光の照射範囲をガルバノミラーなどで制御することで、培養ディッシュ上の特定の細胞にPA-cameleonを出現させ、その細胞内のCa^<2+>動態を高いコントラストで可視化することに成功した。さらに、ゼブラフィッシュ幼魚における特定の筋細胞の自発的収縮とCa^<2+>濃度の変化を同時に観察することにも成功した。本方法はCa^<2+>指示薬以外のFRET指示薬にも原理的には応用可能であるため、光活性化指示薬開発のための汎用的指針として、その利用が期待される。
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PLoS ONE 5
Frontiers in Neural Circuit (印刷中)
120003762636
ACS Chem Biol. 5
ページ: 215-222
実験医学 28
ページ: 589-598
Proc.Natl, Acad, Sci.USA 106
ページ: 15651-15656
Plant Physiology 150
ページ: 1322-1334
Nature Methods 6
ページ: 351-353
120001648573
蛋白質核酸酵素 54
ページ: 1913-1917
ページ: 1945-1951
生物物理 49
ページ: 181-196
10025975726
組織細胞生物化学2009
ページ: 99-105
化学 64
ページ: 72-73
細胞工学 28
ページ: 402-407
分光研究 58
ページ: 7-9
10024730583
Nature Methods (印刷中)
Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9
ページ: 670-672
ページ: 86-92
Cell Structure Function 33
ページ: 133-141
130004137533
Journal of Biotechnology 137
ページ: 1-7
Journal of Cell Sciince 121
ページ: 1204-1212
実験医学 26
ページ: 156-162
蛋白質核酸酵素 53
ページ: 1858-1864
40016306372
バイオインダストリー 25
ページ: 21-26
http://nano.es.hokudai.ac.jp/
