シグナル伝達経路選択的活性化法の開発

• 研究課題/領域番号: 26650067
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 生理学研究所
• 研究代表者: 村越 秀治 生理学研究所, 脳機能計測・支援センター, 准教授 (90608142)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014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: シナプス / 光操作 / LOV2 / キナーゼ

研究成果の概要

本研究では、シナプス内でシグナル伝達経路を選択的に活性化することができる光遺伝学的ツールを開発することを目的とした。これによって、長期増強誘起に必要な分子種、シグナル伝達経路を調べることが可能になる。現在までに、光応答性のCaMKII分子の作製に成功しつつある。この過程で、LOV2をCaMKIIに挿入することで分子全体のフォールディング効率の低下や、凝集が起こりやすくなることが分かってきた。そこで、ランダム変異導入によるフォールディング効率の改善法を開発した。この方法を光応答性のCaMKII分子に適用することで、細胞内局在と活性のダイナミックレンジを大きく改善できた。

研究成果

• [雑誌論文] A dark green fluorescent protein as an acceptor for measurement of Forster resonance energy transfer by fluorescence lifetime imaging microscopy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Murakoshi H, Shibata AC, Nakahata Y, and Nabekura J
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1038/srep15334
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 二光子蛍光寿命イメージング顕微鏡によるシグナル分子活性計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村越秀治
  • 雑誌名: 顕微鏡 巻: 50 ページ: 106-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Molecularly Evolved, Highly Sensitive CaMKII FRET Sensor with Improved Expression Pattern. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shibata AC, Maebashi HK, Nakahata Y, Nabekura J, Murakoshi H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 3 ページ: e0121109-e0121109
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0121109
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Optogenetic manipulation and imaging of CaMKII-Rho GTPase signaling pathway during synaptic plasticity. (2015)
  • 著者名/発表者名: 村越秀治
  • 学会等名: 第58回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ（埼玉県さいたま市）
  • 年月日: 2015-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内生化学反応イメージングと光操作で探るシナプス可塑性機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村越秀治
  • 学会等名: 第88回日本薬理学会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] 神経細胞シナプス内生化学反応の可視化と光操作 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村越秀治
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都府京都市 京都国際会議場
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [備考] 村越研究室
  • URL: http://www.nips.ac.jp/multiphoton/