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分割RlucーVenusを用いたシナプス形成・消失のリアルタイムイメージング

公募研究

研究領域細胞機能と分子活性の多次元蛍光生体イメージング
研究課題/領域番号 23113501
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

齊藤 健太  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (60374659)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2011年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード生物発光 / バイオイメージング
研究実績の概要

シナプス結合を可視化するための技術としてGFP Reconstruction Across Synaptic Partners (GRASP)が開発されたが、GRASPは時間分解能と可逆性に問題がありリアルタイムにシナプスの結合解離を観察するには不向きであった。これらの問題点を解決するために我々はGRASPにおけるGFPを化学発光タンパク質であるウミシイタケルシフェラーゼ(Renilla Luciferase; RLuc)に置き換える事を着想した。RLucはGFPと異なり再構築に要する時間が短く分割・再構築が可逆的である事がわかっている。しかしながらRLucの発光量子収率は約0.05と非常に低く単純にGFPをRLucに置き換えるだけでは細胞・個体のイメージングは難しいと考えられた。そこで我々は生物発光エネルギー移動(Bioluminescence resonance energy transfer; BRET)を利用しRLucの発光量子収率の増強を組み合わせる事をまず試みた。BRETは励起状態にある発光タンパク質-基質複合体(ドナー)から蛍光分子(アクセプター)に無放射的にエネルギーが移動しアクセプターが蛍光を発する現象である。この結果RLucの10倍以上明るい化学発光タンパク質Nano-lanternを開発することに成功した。Nano-lanternのRLucドメイン内の特定の位置にカルシウムイオン, cAMP, ATP感受性タンパク質を挿入する事でカルシウムイオン, cAMP, ATPそれぞれに対する機能性指示薬を開発した(Saito et al, Nat. Commun., 2012)。次に我々はこれら指示薬作成に使ったRLucドメイン内の挿入位置でNano-lanternを分割し上記のGRASP技術への適用を進めている。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Luminescent proteins for high-speed single-cell and whole-body imaging2012

    • 著者名/発表者名
      Saito K, Chang YF, Horikawa K, Hatsugai N, Higuchi Y, Hashida M, Yoshida Y, Matsuda T, Arai Y, Nagai T
    • 雑誌名

      Nature communication

      巻: 3 号: 1 ページ: 1262-1262

    • DOI

      10.1038/ncomms2248

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 明るい自動発光タンパク質を用いたバイオイメージング2011

    • 著者名/発表者名
      齊藤健太
    • 学会等名
      第20回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 発表場所
      千歳科学技術大学本部棟
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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