赤色蛍光カルシウムセンサーの開発

• 研究課題/領域番号: 21500379
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 中井 淳一 埼玉大学, 脳科学融合研究センター, 教授 (80237198)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: カルシウム / シグナル伝達 / バイオテクノロジー / 生理学 / 神経科学

研究概要

この研究の目的は、蛍光蛋白質をもとに蛋白質でできた「赤色光励起により赤色蛍光を発する」カルシウムセンサーを開発することである。我々は独自に開発した緑色カルシウムセンサー蛋白質G-CaMP2のGFP円順列変異体ドメインをRFPの円順列変異体で置換して赤色センサーのプロトタイプを作製し、このプロトタイプにランダム変異導入を行った上で高性能なセンサーの探索を進めた。その結果、Ca^<2+>結合に伴って大きな赤色蛍光変化を示すセンサー(R-CaMPと命名)を見出すことに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] LIS1-dependent retrograde translocation of excitatory synapses in developing interneuron dendrites (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawabata, I., Kashiwagi, Y., Obashi, K., Ohkura, M., Nakai, J., Wynshaw-Boris, A., Yanagawa, Y., Okabe, S
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 号: 1 ページ: 722-722
  • DOI: 10.1038/ncomms1736
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic visualization with an improved GCaMP reveals spatiotemporal activation of the spinal motor neurons in zebrafish (2011)
  • 著者名/発表者名: Muto A, Ohkura M, Kotani T, Higashijima S-I, Nakai J, Kawakami K
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 108 ページ: 5425-5430
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21383146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue-tissue interaction-triggered calcium elevation is required for cell polarization during Xenopus gastrulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Shindo A, Hara Y, Yamamoto TS, Ohkura M, Nakai J, Ueno N
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 5 号: 2 ページ: e8897-e8897
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0008897
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新しい蛍光Ca^<2+>イセンサーG-CaMPを用いた生体Ca^<2+>画像化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道, 中井淳一
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 61 ページ: 86-92
  • URL: http://www.bitway.ne.jp/ejournal/club/2425100967.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Derived (mutated)-types of TRPV6 channels elicit greater Ca^<2+> influx into the cells than ancestral-types of TRPV6 : Evidence from Xenopus oocytes and mammalian cell expression system (2010)
  • 著者名/発表者名: Sudo Y, Matsuo K, Tetsuo T, Tsutsumi S, Ohkura M, Nakai J, Uezono Y
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci 巻: 114 ページ: 281-291
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20948163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Derived (mutated)-types of TRPV6 channels elicit greater Ca^<2+> influx in to the cells than ancestral-types of TRPV6 : Evidence from Xenopus oocytes and mammalian cell expression system (2010)
  • 著者名/発表者名: Sudo Y, Matsuo K, Tetsuo T, Tsutsumi S, Ohkura M, Nakai J, Uezono Y
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci 巻: 114 ページ: 281-291
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue-tissue interaction-triggered calcium elevation is required for cell polarization during Xenopus gastrulation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shindo, A., Hara, Y., Yamamoto, T.S., Ohkura, M., Nakai, J., Ueno, N.
  • 雑誌名: PLoS One 5
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新しい蛍光Ca^<2+>イセンサーG-CaMPを用いた生体Ca^<2+>画像化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道, 中井淳一
  • 雑誌名: 生体の科学 61 ページ: 86-92
• [学会発表] カルシウムプローブ蛋白質によるゼブラフィッシュ脊髄運動神経の時空間活動の可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道, 武藤彩, 小谷友也, 東島眞一, 川上浩一, 中井淳一
  • 学会等名: 第85回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] カルシウムプローブ蛋白質によるゼブラフィッシュ脊髄運動神経の時空間活動の可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道, 武藤彩, 小谷友也, 東島眞一, 川上浩一, 中井淳一
  • 学会等名: 第85回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 京都(国立京都国際会館)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] G-CaMPによるカルシウムイメージングと線虫神経細胞の光操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一
  • 学会等名: 平成23年度生理研研究会
  • 発表場所: 生理学研究所(愛知)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] G-CaMPによるカルシウムイメージングと線虫神経細胞の光操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一
  • 学会等名: 平成23年度生理研研究会神経活動の光操作(行動制御への応用)
  • 発表場所: 愛知岡崎(岡崎カンファレンスセンター)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] GCaMPを用いた線虫体壁筋のin vivoカルシウムイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一, 安藤恵子, 宇佐美篤, 大倉正道, 池谷裕二, 松木則夫
  • 学会等名: 第84回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2011-03-24
• [学会発表] GCaMP型改良カルシウムプローブ蛋白質を用いたXenopus胚発生時のカルシウム動態の可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道, 進藤麻子, 原佑介, 山本隆正, 上野直人, 中井淳一
  • 学会等名: 第84回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2011-03-24
• [学会発表] G-CaMPを用いた線虫体壁筋のin vivoカルシウムイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一, 安藤恵子, 宇佐美篤, 大倉正道, 池谷裕二, 松木則夫
  • 学会等名: 第84回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パジフィゴ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2011-03-24
• [学会発表] In vivo Imaging with Genetically-encoded Ca^<2+> Sensors (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakai J
  • 学会等名: Horizons In Calcium Signaling
  • 発表場所: Beijing(China)
  • 年月日: 2010-10-12
• [学会発表] In vivo Imaging with Genetically-encoded Ca^<2+> Sensors (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakai J
  • 学会等名: Horizons In Calcium Signaling
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2010-10-12
• [学会発表] 新規蛍光Ca^<2+>センサーG-CaMP4を用いた生体Ca^<2+>の画像化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇佐美篤, 安藤恵子, 大倉正道, 池谷裕二, 中井淳一, 松木則夫
  • 学会等名: 次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2010
  • 発表場所: 京都大学(京都)
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] G-CaMPによるin vivo calcium imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一
  • 学会等名: 平成22年度生理学研究所研究会「神経活動の光操作(行動制御への応用)」
  • 発表場所: 生理学研究所(愛知)
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Brain Imaging with Improved GCaMPs in Zebrafish (2010)
  • 著者名/発表者名: Muto A, Nakai J, Kawakami K
  • 学会等名: Neuro 2010
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫)
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] In vivo or in vitro imaging ofcalcium dynamics with genetically encoded sensor G-CaMP4 (2010)
  • 著者名/発表者名: Usami A, Gengyo-Ando K, Ohkura M, Matsuki N, Ikegaya Y, Nakai J
  • 学会等名: Neuro 2010
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫)
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] In vivo or in vitro imaging ofcalcium dynamics with genetically encode d sensor G-CaMP4 (2010)
  • 著者名/発表者名: Usami A, Gengyo-Ando K, Ohkura M, Matsuki N, Ikegaya Y, Nakai J
  • 学会等名: Neuro 2010
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫)
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] GFPを用いたカルシウムセンサーによる細胞活動の可視化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一
  • 学会等名: 病態解明から治療開発に向けたバイオイメージング研究シンポジウム
  • 発表場所: 自治医科大学(栃木)
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] 小脳バーグマングリア細胞間を伝わるカルシウム波 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一
  • 学会等名: 第7回GPCR研究会
  • 発表場所: 科学未来館(東京)
  • 年月日: 2010-05-08
• [学会発表] 小脳グリア細胞間のカルシウム波のin vivo解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakai J, Hoogland TM, Kuhn B, Gobel W, Huang W, Helmchen F, Flint H, Wang S S-H
  • 学会等名: 第83回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪)
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] 小脳グリア細胞間のカルシウム波のin vivo解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakai, J., Hoogland, T.M., Kuhn, B., Gobel, W., Huang, W., Helmchen, F., Flint, H., Wang, S.S.-H.
  • 学会等名: 日本薬理学会
  • 発表場所: 大阪国大会議場
  • 年月日: 2010-03-16
• [備考]
  • URL: http://subsi.saitama-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://subsi.saitama-u.ac.jp/
• [産業財産権] 特定部位のアミノ酸を置換した緑色蛍光蛋白質またはそのホモログを用いたカルシウムセンサー蛋白質 (2010)
  • 発明者名: 大倉正道, 中井淳一
  • 権利者名: 埼玉大学
  • 産業財産権番号: 2010-232788
  • 出願年月日: 2010-10-15