電位依存性カルシウムチャネルの電子顕微鏡観察を可能にする新規化学修飾法の開発

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K14334
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分37010:生体関連化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 田村 朋則 京都大学, 工学研究科, 講師 (10746639)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: カルシウムチャネル / 神経 / 可視化

研究成果の概要

本研究では脳組織中の内在性Ca2+チャネルを化学修飾し、ナノメートル分解能で可視化可能な新手法を開発することを目的とし、アガトキシン毒素を基盤としたケミカルプローブを開発した。具体的には、小脳プルキンエ細胞に豊富に存在するP/Q型Ca2+チャネルに標的を絞り、そのアンタゴニストであるω-アガトキシン IVAのN末端に蛍光色素やオキシム触媒を連結した化合物を合成した。実際に、マウス脳スライスにおいて蛍光色素-アガトキシンコンジュゲートがP/Q型Ca2+チャネルに結合することをイメージング解析によって確認した。

自由記述の分野

生物有機化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

電位依存性カルシウム(Ca2+)チャネルとシナプス小胞間の距離は神経伝達物質放出を制御する主要因子であると考えられている。しかしその重要性にも関わらず、従来の電子顕微鏡技術では両者を同時に観察できないため、実際のCa2+チャネル-シナプス小胞間距離やその空間分布は不明であった。そこで本研究では脳組織中のCa2+チャネルを化学修飾し、ナノメートル分解能で可視化可能な新手法を開発する。本手法によってCa2+チャネル-シナプス小胞間の距離が決定できれば、記憶・学習に関わる神経伝達機構の分子論的理解がより深まり、神経疾患の病態解明や治療法開発に貢献すると期待できる。