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2019 年度 実績報告書

大規模生体バイオイメージングのための要素技術開発

計画研究

研究領域共鳴誘導で革新するバイオイメージング
研究課題/領域番号 15H05948
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

宮脇 敦史  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (80251445)

研究分担者 牧 昌次郎  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20266349)
小松 直貴  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (30737440)
下薗 哲  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (40391982)
阪上 朝子  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (90462689)
研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワードバイオイメージング / 共鳴エネルギー移動 / 細胞周期 / レチノイン酸 / 固定イメージング
研究実績の概要

ストレスで傷ついたミトコンドリアは活性酸素などを放出し、その蓄積は細胞を死に至らせる。細胞には、損傷ミトコンドリアを選択的に細胞内ゴミ処理場リソソームに送り込んで分解する防御機構(マイトファジー)が備わっている。マイトファジーが上手く働かないと、パーキンソン病などの様々な疾病が起こることが分かっている。リソソームは酸とプロテアーゼに満ちた器官である。我々はそうした破壊的環境下でもびくともしない頑強な蛍光タンパク質TOLLESを開発し、TOLLESを材料にマイトファジーを定量的に可視化する蛍光センサーmito-SRAIを開発した。順天堂大学の日置研究室と共同で、パーキンソン病モデルマウス中脳のドーパミン神経において、マイトファジー不全と細胞死が相関することを示した。また武田薬品工業と共同で、大規模なドラッグスクリーニングを実践し、7万6千の化合物からパーキンソン病治療薬の候補を見出すことに成功した。これらの成果を論文にまとめることができた。
早熟黄色蛍光タンパク質として2002年に我々が発表したVenusが汎用されているが、我々はさらに発色団成熟の早い黄色蛍光タンパク質としてAchillesを作製した。体節形成におけるHes7遺伝子発現のオシレーションの可視化実験(京都大学影山研究室)に活用していただき、論文発表に至った。
新奇の光スイッチング蛍光タンパク質DronpaC12を作製し、蛍光の揺らぎを利用する超解像蛍光観察SOFIへの応用を行い、その性能を評価する論文を作成、発表した(UCLSのWeiss研究室との共同)。
新奇の緑色蛍光タンパク質(h2-3)および赤色蛍光タンパク質(AzaleaB5)を開発し、それらを組み込んだ細胞周期プローブFucci5を作製し、論文発表を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] University of California, Los Angeles/California Institute of Techonology/MIT(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, Los Angeles/California Institute of Techonology/MIT
    • 他の機関数
      4
  • [国際共同研究] MRC/Lancaster University/Univeristy of East Anglia(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      MRC/Lancaster University/Univeristy of East Anglia
  • [国際共同研究] Vienna University of Technology/Medical University of Vienna(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      Vienna University of Technology/Medical University of Vienna
  • [国際共同研究] Ludwig Maximilians University of Munich/Munich Cluster for Systems Neurology(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Ludwig Maximilians University of Munich/Munich Cluster for Systems Neurology
  • [国際共同研究] The University of Melbourne(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      The University of Melbourne
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      2
  • [雑誌論文] Visualizing and modulating mitophagy for therapeutic studies of neurodegeneration2020

    • 著者名/発表者名
      Katayama H., Hama H., Nagasawa K., Kurokawa H., Sugiyama M., Ando R., Funata M., Yoshida N., Homma M., Nishimura T., Takahashi M., Ishida Y., Hioki H., Tsujihata Y., Miyawaki A.
    • 雑誌名

      Cell

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Voices in methods development2019

    • 著者名/発表者名
      Anikeeva P. et. al.
    • 雑誌名

      Nature Methods

      巻: 16 ページ: 945-951

    • DOI

      doi: 10.1038/s41592-019-0585-6

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Moments reconstruction and local dynamic range compression of high order superresolution optical fluctuation imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Yi X., Son S., Ando R., Miyawaki A., Weiss S.
    • 雑誌名

      Biomed. Opt. Express

      巻: 10 ページ: 2430-2445

    • DOI

      https://doi.org/10.1364/BOE.10.002430

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] The evolution of new frontiers in bioimaging technology with naturally luminescent proteins that has decoded the regulatory logic of space and time in biological events2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Miyawaki
    • 学会等名
      Resonance Bio International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Cruising inside cells2019

    • 著者名/発表者名
      宮脇敦史
    • 学会等名
      第6回板橋オプトフォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] Interplay between Light and Life 光と生命との相互作用2019

    • 著者名/発表者名
      宮脇敦史
    • 学会等名
      Tokyo Breast Cancer Meeting 2019
    • 招待講演
  • [学会発表] Genetically encoded luminescent tools for life sciences2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Miyawaki
    • 学会等名
      EMBO | EMBL Symposium: Seeing is Believing
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Genetically encoded tools for brain studies2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Miyawaki
    • 学会等名
      IBRO 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualization of retinoic acid gradients2019

    • 著者名/発表者名
      下薗哲
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] RAome - omics of RA2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Shimozono
    • 学会等名
      Resonance Bio International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Unraveling mTORC1 activity dynamics and its biological roles in cell cycle progression2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Komatsu
    • 学会等名
      Resonance Bio International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Homeostatic Disturbances in Space2019

    • 著者名/発表者名
      Asako Sakaue-Sawano
    • 学会等名
      Resonance Bio International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] AkaBLI: An all-engineered bioluminescence system for highly sensitive in vivo imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Iwano
    • 学会等名
      Resonance Bio International Symposium
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] Resonance Bio International Symposium2019

  • [学会・シンポジウム開催] Symposium in the 92nd annual meeting of the JBS2019

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公開日: 2021-01-27  

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