2019 年度研究成果報告書

シグナル経路選択的活性化のための光応答性分子の開発と応用

研究課題

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研究課題/領域番号	18K19382
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分46:神経科学およびその関連分野
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)	2018-06-29 – 2020-03-31
キーワード	シグナル伝達 / 光応答性分子
研究成果の概要	本研究では、シナプス可塑性に必須なシグナル経路を選択的に光応答性分子で動作させ、それによって活性化する分子と細胞機能を観察する単一経路時空間活性イメージング法の確立を目指した。特に、光照射が可能な光応答性キナーゼを開発し、2光子励起を用いて、組織内神経細胞上の単一スパイン内で光応答性分子を活性化させることに成功した。これに加えて、光応答性キナーゼと２光子蛍光寿命イメージング顕微鏡システムを組み合わせることで単一シグナル経路をシナプスレベルで動作させ、下流シグナル分子の時空間的活性化をイメージングすることに成功した。
自由記述の分野	生物物理、細胞生物、神経科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、新規の遺伝子コード型光応答性分子の開発に成功し、単一シナプスレベルで可塑的変化を惹起できた点で学術的意義が高い。さらにこの分子を2光子蛍光寿命イメージング顕微鏡システムを用いたFRETイメージングと組み合わせた。これにより、単一経路の分子活性化イメージングが組織深部でしかも単一シナプスレベルで可能になり、新たな分子イメージング法の開拓に成功した。