波長可変レーザーを用いた次世代光刺激装置の開発

• 研究課題/領域番号: 25560423
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 基盤・社会脳科学
• 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)
• 連携研究者: 安藤 恵子 埼玉大学, 脳科学融合研究センター, 特任准教授 (40221741)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2013年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: オプトジェネティクス / 光遺伝学 / KTN結晶 / 第二高調波発生

研究概要

最近、チャネルロドプシン等の光感受性機能分子が飛躍的な発展を見せ、脳研究のさらなる発展が期待できるようになってきた。一般に細胞など光刺激したい標的は脳内に3次元的に分布している事が多い。しかし、現在の技術では3次元空間の複数の標的に瞬時にレーザー照射することは困難である。Z軸方向の深さが異なる標的に瞬時にレーザー光の焦点を合わせることを目的に、本研究ではタンタル酸ニオブ酸カリウム(KTN)結晶を用いた可変焦点レンズを用いて3次元空間に分布する光感受性機能分子に高速で焦点調節可能な顕微鏡用光刺激装置を開発した。本技術により光操作技術がさらに進歩し、自然科学および工業分野で大きな前進が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Principal component analysis of odor coding at the level of third-order olfactory neurons in Drosophila. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroi M, Ohkura M, Nakai J, Matsuda N, Hashimoto K, Inoue K, Fiala A, *Tabata T
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 18 号: 12 ページ: 1070-1081
  • DOI: 10.1111/gtc.12094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pretreatment of donor islets with the Na(+) /Ca(2+) exchanger inhibitor improves the efficiency of islet transplantation (2013)
  • 著者名/発表者名: Mera T, Itoh T, Kita S, Kodama S, Kojima D, Nishinakamura H, Okamoto K, Ohkura M, Nakai J, Iyoda T, Iwamoto T, Matsuda T, Baba A, Omori K, Ono J, Watarai H, Taniguchi M, Yasunami Y.
  • 雑誌名: Am J Transplant 巻: 13 号: 8 ページ: 2154-2160
  • DOI: 10.1111/ajt.12306
  • 査読あり
• [雑誌論文] 蛍光Ca2+プローブタンパク質を用いた神経細胞とアストロサイトのCa2+イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道, 中井淳一
  • 雑誌名: 日本薬理学雑誌 巻: 142 ページ: 226-230
• [学会発表] 改良型緑色蛍光カルシウムプローブ蛋白質G-CaMP7aを用いたゼブラフィッシュの視覚認知における神経活動の可視化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道, 武藤彩, 阿部玄武, 川上浩一, 中井淳一
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター
• [学会発表] 可変焦点レンズを持いた二光子蛍光イメージングの焦点調節の高速化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一, 大出孝博, 今井欽之, 小林潤也
  • 学会等名: 応用物理学会2014年春季講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
• [学会発表] Analysis of Celegans neuromuscular system with genetics, imaging and optogenetics (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakai J, Ohkura M, Gengyo-Ando K
  • 学会等名: International Institute for Advanced Studies
  • 発表場所: Nara
• [学会発表] Analysis of C. elegans neuromuscular system with genetics, imaging and optogenetics (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakai J, Ohkura M, Gengyo-Ando K
  • 学会等名: The conference at International Institute for Advanced Studies, Novel developments on the study of life and biological systems based on genome engineering and imaging science
  • 発表場所: International Institute for Advanced Studies
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光カルシウムプローブタンパク質を用いたバイオイメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一
  • 学会等名: 日本化学会関東支部栃木地区講演会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2013-12-09
• [学会発表] 難治性てんかんの責任遺伝子 Munc18-1変異の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大澤明香音, 安藤恵子, 永村ゆう子, 大倉正道, 中井淳一
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] Hippocampal CA1 network dynamics during locomotion in virtual reality (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato M, Mizuta K, Kawano M, Takekawa T, Islam T, Yamakawa H, Yamaguchi Y, Fukai T, Ohkura M, Nakai J, Hayashi Y
  • 学会等名: Neuroscience2013
  • 発表場所: San Diego(USA)
• [学会発表] Operant conditioning of single-neurons in mouse motor cortex by two-photon calcium imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: Hira R, Ohkubo F, Masamizu Y, Ohkura M, Nakai J, Okada T, Matsuzaki M
  • 学会等名: Neuroscience2013
  • 発表場所: San Diego(USA)
• [学会発表] 生体における海馬神経回路活動の可視化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤正晃, 水田恒太郎, 河野真子, 竹川高志, イスラムタンビル, 山川宏, 山口陽子, 深井朋樹, 大倉正道, 中井淳一, 林康紀
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] ゼブラフィッシュ嗅球における匂い地図の包括的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小出哲也, 脇阪紀子, 宮坂信彦, 大倉正道, 中井淳一, 吉原良浩
  • 学会等名: 36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 大脳新皮質第5層の皮質外投射ニューロンが構成する微小機能単位の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸岡久人, 中川直, 佐伯麻衣, 松本直実, 大倉正道, 中井淳一, 細谷俊彦
  • 学会等名: 36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 二次運動野からのトップダウン入力による体性感覚の制御, 36回日本神経科学大会 (2013)
  • 著者名/発表者名: 真仁田聡, 鈴木崇之, 松元崇, 本間千尋, 山田一之, 太田桂輔, 小田川摩耶, 松原智恵, 大倉正道, 佐藤正晃, 中井淳一, 林康紀, ラーカムマシュー, 村山正宜
  • 学会等名: 36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 高感度な改良G-CaMPカルシウムプローブを用いた樹状突起棘における発火閾値下のシナプス入力の可視化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 貞苅純子, 大倉正道, 佐々木拓哉, 安藤恵子, 永村ゆう子, 小林千晃, 池谷裕二, 中井淳一
  • 学会等名: 36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 自由運動中の線虫の光刺激とカルシウムイメージングを可能とするシステムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永村ゆう子, 安藤恵子, 大澤明香音, 橋本浩一, 大倉正道, 中井淳一
  • 学会等名: 36回日本神経科学大会京都国際会館
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 難治性てんかんの責任遺伝子Munc18-1変異の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大澤明香音，安藤恵子，永村ゆう子，大倉正道，中井淳一
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] Hippocampal CA1 network dynamics during locomotion in virtual reality (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato M, Mizuta K, Kawano M, Takekawa T, Islam T, Yamakawa H, Yamaguchi Y, Fukai T, Ohkura M, Nakai J, Hayashi Y
  • 学会等名: Neuroscience 2013
  • 発表場所: San Diego(USA)
• [学会発表] Operant conditioning of single-neurons in mouse motor cortex by two-photon calcium imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: Hira R, Ohkubo F, Masamizu Y, Ohkura M, Nakai J, Okada T, Matsuzaki M
  • 学会等名: Neuroscience 2013
  • 発表場所: San Diego(USA)
• [学会発表] ゼブラフィッシュ嗅球における匂い地図の包括的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小出哲也，脇阪紀子，宮坂信彦，大倉正道，中井淳一，吉原良浩
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 大脳新皮質第5層の皮質外投射ニューロンが構成する微小機能単位の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸岡久人，中川直，佐伯麻衣，松本直実，大倉正道，中井淳一，細谷俊彦
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 二次運動野からのトップダウン入力による体性感覚の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 真仁田聡，鈴木崇之，松元崇，本間千尋，山田一之，太田桂輔，小田川摩耶，松原智恵，大倉正道，佐藤正晃，中井淳一，林康紀，ラーカムマシュー，村山正宜
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 高感度な改良G-CaMPカルシウムプローブを用いた樹状突起棘における発火閾値下のシナプス入力の可視化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 貞苅純子，大倉正道，佐々木拓哉，安藤恵子，永村ゆう子，小林千晃，池谷裕二，中井淳一
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 自由運動中の線虫の光刺激とカルシウムイメージングを可能とするシステムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永村ゆう子，安藤恵子，大澤明香音，橋本浩一，大倉正道，中井淳一
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [図書] 蛍光バイオセンサーの開発. 『進化分子工学~高速分子進化によるタンパク質・核酸の開発~』 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道, 中井淳一
  • 総ページ数: 424
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] 光遺伝学ツールを用いた光制御および蛍光測定手法の開発. 『オプトジェネティックス~光工学と遺伝学による行動制御技術の最前線~』 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道, 中井淳一
  • 総ページ数: 324
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] 蛍光バイオセンサーの開発. 『進化分子工学～高速分子進化によるタンパク質・核酸の開発～』 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道,中井淳一
  • 総ページ数: 424
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] 光遺伝学ツールを用いた光制御および蛍光測定手法の開発. 『オプトジェネティックス～光工学と遺伝学による行動制御技術の最前線～』 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道,中井淳一
  • 総ページ数: 324
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考] 埼玉大学脳末梢科学研究センター
  • URL: http://subsi.saitama-u.ac.jp/
• [備考] 埼玉大学脳科学融合研究センター
  • URL: http://subsi.saitama-u.ac.jp/