| 研究課題/領域番号 |
22K19334
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 沖縄科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
楠見 明弘 沖縄科学技術大学院大学, 膜協同性ユニット, 教授 (50169992)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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| キーワード | 超高速・超高感度蛍光顕微鏡 / 偏光解消 / アクチン膜骨格 / 神経膜拡散障壁 / 軸索起始部 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の第一の目的は、超速・超高感度・偏光解消顕微鏡を開発することである。我々は既に世界最速の1蛍光分子顕微鏡を開発しているが、この装置をもとに、偏光解消をマッピングして画像化する装置を開発する。
第二の目的は、膜分子のコンパートメント間のホップが、膜骨格の揺らぎ+短時間の切断と相関するかどうかを解明することである。
第三の目的は、開発した装置と、第二の目的での成果を元に、神経細胞軸索起始部の細胞膜の拡散障壁の成因を解明することである。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、超高速・超高感度・偏光解消顕微鏡を開発すること、細胞膜を仕切っているアクチンコンパートメント間での膜分子のホップ運動と膜骨格の揺らぎとの相関を検証すること、神経細胞軸索起始部の拡散障壁の成因を解明することを目的とした。新たに開発した顕微鏡は偏光および輪帯照明を可能にし、細胞骨格と膜分子の同時観察を実現した。さらに、アクチン線維の揺らぎを高速でマッピングし、細胞膜上の分子の拡散運動を精密にマッピングした。特に、神経細胞の軸索起始部における拡散障壁を超える新たな脂質アンカー型分子の動態も明らかにし、その詳細なメカニズムを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発された超高速・超高感度顕微鏡と、その画像に基づく画像相関法による揺らぎや拡散運動のマッピング画像は、細胞膜と膜骨格の相互作用などを詳細に観察することを可能にしたもので、細胞生物学の研究に大きな寄与をもたらす可能性がある。この技術は、細胞の生理的状態や病態を理解する上での重要な手段となる。さらに、この顕微鏡技術の応用は医学、生物学のみならず、材料科学など他分野においても新たな展開を見せる可能性がある。特に、神経細胞の軸索起始部における拡散障壁の解明は、神経細胞膜上の分子の分布の制御機構の解明に繋がるもので、神経疾患の原因や治療法開発に貢献することが期待される。
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