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2009 年度 実績報告書

トランスポートソーム小胞輸送における膜融合機構の多光子励起過程を用いた可視化解析

研究課題

研究課題/領域番号 17081017
研究機関北海道大学

研究代表者

根本 知己  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (50291084)

キーワード開口放出 / 高機能レーザー / 急性膵炎 / インシュリン / エンドサイトーシス / グルコース輸送体 / 蛍光タンパク質
研究概要

トランスポートソーム構成分子は、固有のプラットホームの膜分画に輸送小胞の膜融合により挿入され機能する。そこで、本研究課題では、輸送小胞の膜融合過程の観点から、トランスポートソーム分子の集積の機序や、その生理機能を明らかにすることを目指した。本年度は開発してきた高精度生体イメージング手法を展開し、多様な分泌性細胞への応用可能性と連関する生理・病理機能の解析を進めた。
1.Ca^<2+>濃度上昇から融合細孔形成に至る分子の動態を定量的に解明するため、多光子励起法と蛍光タグ法を発展させた。特に、世界で最も蛍光波長の短い蛍光タンパク質シリウスの共同開発に成功し公表した。さらにそれを用いた2光子励起4波長蛍光同時計測システムの確立にも成功し、細胞内Ca^<2+>濃度上昇とカスパーゼの活性化の同時可視化解析に成功している。
2.グルコース輸送体(GLUT4)の輸送小胞の膜挿入とエンドサイトーシスの時空間的機序を明らかにするため、脂肪細胞モデル系として、GFPタグ化GLUT4を発現する株化細胞ラインを連携研究者と共に確立した。インシュリン刺激下において細胞膜へのトランスロケーションを示唆する結果を得た。
3.水イオンチャネル(AQP12)の機能について、内田班の作製したKOマウスを用いて2光子励起断層イメージングによる解析を行った。その結果、急性膵炎発症初期過程においてAQP12は分泌後の酵素原小胞の、病理的な空胞様構造化を抑制するという生理的機能を有する可能性が明らかになった。
インシュリン分泌におけるIP3結合分子PRIP1,2の機能について、連携研究者作製のDKOマウスを用いて検討した。膵臓β細胞の融合細孔形成過程の2光子断層可視化の結果、Ca^<2+>依存性開口放出の第II層に於いてPRIPは抑制的に機能し、高インシュリン血症に深く関連している可能性があった。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (19件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Rap1 controls lymphocyte adhesion cascade and interstitial migration within lymph nodes in a RAPL-dependent and -ind ependent manner2010

    • 著者名/発表者名
      Yukihiko Ebisuno
    • 雑誌名

      Blood 115(4)

      ページ: 804-14

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potential of "in vivo" Two-photon microscopy in visualization of 3D structure and functional information in living body2010

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 雑誌名

      J.Pharmacolog.Sci. 112

      ページ: 45-45

    • 査読あり
  • [雑誌論文] レーザーを用いた開口放出や細胞膜機能・形態の新規的な可視化手法2010

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 雑誌名

      膜 35

      ページ: 57-62

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超短光パルスレーザーによる細胞、生体分子の動態の可視化解析2010

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 雑誌名

      レーザー医学会誌 30

      ページ: 435-440

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential Activity-Dependent Secretion of Brain-Derived Neurotrophic Factor from Axon and Dendrite2009

    • 著者名/発表者名
      Naoto Matsuda
    • 雑誌名

      J.Neurosci. 29(45)

      ページ: 14185-98

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pancreas-specific aquaporin 12 null mice showed increased susceptibility to caerulein-induced acute pancreatitis2009

    • 著者名/発表者名
      Eriko Ohta
    • 雑誌名

      Am.J.Physiol.Cell Physiol. 297(6)

      ページ: C1368-78

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maternal separation decreases the stability of mushroom spines in adult mice somatosensory cortex2009

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Takatsuru
    • 雑誌名

      Brain Res. 1294

      ページ: 45-51

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neuronal circuit remodeling in the contralateral cortical hemisphere during functional recovery from cerebral infarction2009

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Takatsuru
    • 雑誌名

      J.Neurosci. 29

      ページ: 10081-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An ultramarine fluorescent protein with high photostability and pH insensitivity2009

    • 著者名/発表者名
      Wataru Tomosugi
    • 雑誌名

      Nature Methods 6

      ページ: 351-353

    • 査読あり
  • [学会発表] 多光子励起法による初代培養肝細胞内CYP酵素活性の測定2010

    • 著者名/発表者名
      岸本拓哉
    • 学会等名
      日本薬学会第130回年会
    • 発表場所
      岡山市
    • 年月日
      20100328-20100330
  • [学会発表] 多光子顕微鏡を用いた生きた個体内部での細胞機能・活性の in vivo 可視化解析2010

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      第83回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      20100316-20100318
  • [学会発表] two-photon Microscopic Analysis of Secretion and Fine Intracellular Structure of Living Cell2010

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      International Symposium of Joint Research Network on Advanced Materials and Devices
    • 発表場所
      ホテルニドム、苫小牧市
    • 年月日
      2010-03-25
  • [学会発表] Recent develdpment in functional analysis of biological specimen by using two-photon microscopy2010

    • 著者名/発表者名
      Terumasa Hibi
    • 学会等名
      International Symposium of Joint Research Network on Advanced Materials and Devices
    • 発表場所
      ホテルニドム、苫小牧市
    • 年月日
      2010-03-25
  • [学会発表] 輸送小胞、膜融合の生理機能における多光子イメージングの展開2010

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      生体膜輸送体特定班公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪市
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] Sensory input dependent remodeling of cell composition in the adult olfactory bulb glomeruli2009

    • 著者名/発表者名
      Masato Sawada
    • 学会等名
      第32回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      20090916-20090918
  • [学会発表] PANCREAS-SPECIFIC AQUAPORIN 12 NULL MICE SHOWED INCREASED SUSCEPTIBILITY TO CAERULEIN-INDUCED RCUTE PANCREATITIS2009

    • 著者名/発表者名
      Eriko Ohta
    • 学会等名
      The 36th Congress of the International Union of Physiological Sciences
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
    • 年月日
      20090727-20090801
  • [学会発表] PANCREAS-SPECIFIC AQUAPORIN 12 NULL MICE SHOWED INCREASED SUSCEPTIBILITY TO CAERULEIN-INDUCED ACUTE PANCREATITIS2009

    • 著者名/発表者名
      Eriko Ohta
    • 学会等名
      第52回日本腎臓学会学術総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市
    • 年月日
      20090603-20090605
  • [学会発表] PANCREAS-SPECIFIC AQUAPORIN 12 NULL MICE SHOWED INCREASED SUSCEPTIBILITY TO CAERULEIN-INDUCED ACUTE PANCREATITIS2009

    • 著者名/発表者名
      Eriko Ohta
    • 学会等名
      World Congress of Nephrology 2009
    • 発表場所
      Milan, Italy
    • 年月日
      20090522-20090526
  • [学会発表] インビボイメージングにおける2光子顕微鏡。非線形光学顕微鏡の特徴と可能性2009

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      第32回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市
    • 年月日
      2009-12-12
  • [学会発表] 2光子顕微鏡法の原理と応用2009

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      第14回細胞生物学ワークショップ
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 年月日
      2009-11-24
  • [学会発表] 2光子顕微鏡による生体計測2009

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      第7回医用分光学研究会
    • 発表場所
      東邦大学医療センター大橋病院、東京都
    • 年月日
      2009-11-07
  • [学会発表] 多光子顕微鏡による深部組織の in vivo(生きたまま)イメージングの技術2009

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      レーザー学会東京支部秋セミナー
    • 発表場所
      慶応義塾大学理工学部、横浜市
    • 年月日
      2009-10-03
  • [学会発表] 超短光パルスレーザーを用いた細胞生理機能の可視化解析技術の展開2009

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      若手研究者支援のための産学協同GCOEシンポジウム2009
    • 発表場所
      札幌京王ホテル、札幌市
    • 年月日
      2009-10-01
  • [学会発表] 非侵襲的なバイオ分子機能イメージングを可能とするパルスレーザーを用いた光学顕微鏡法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      第1回 BioOpto Japan カンファレンス
    • 発表場所
      パシフィコ横浜・横浜市
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] 計測・解析法1(細胞イメージング)2009

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      日本生理学会主催生理学若手サマースクール2009
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、岡崎市
    • 年月日
      2009-09-14
  • [学会発表] 光の回折限界を超える細胞機能イメージングの試み2009

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      生物物理若手の会第49回夏の学校
    • 発表場所
      支笏湖ユースホステル、千歳市
    • 年月日
      2009-08-01
  • [学会発表] 多光子励起顕微雛による細胞機能の分子イメージング2009

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      金沢大学十全医学会総会・学術集会
    • 発表場所
      金沢大学医学部記念館、金沢市
    • 年月日
      2009-07-25
  • [学会発表] カルシウム依存性開口放出の可視化解析2009

    • 著者名/発表者名
      根本知己
    • 学会等名
      日本薬学会東海支部特別講演会
    • 発表場所
      名古屋市立大学薬学部、名古屋市
    • 年月日
      2009-05-21
  • [産業財産権] 生体内特定代謝物の迅速測定法と装置2009

    • 発明者名
      岸本拓哉、大西通博、根本知己、鍋倉淳一
    • 権利者名
      ソニー株式会社・自然科学機構
    • 産業財産権番号
      特許、特願2009286695
    • 出願年月日
      2009-12-17

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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