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D-セリンは中枢神経系においてアストロサイトで産生され、神経細胞のシナプスのグルタミン酸受容体の機能を調節することで、神経細胞や神経回路のレベルでの機能調節を担っていると考えられている。しかしながら、D-セリンがシナプス近傍でどのような時空間動態をなしているのかという点についての理解は、有効な方法論が確立されていないため不十分である。本研究では、神経細胞での機能制御におけるD-セリン動態の時空間パターンの可視化解析を行うためのD-セリンのイメージング技術の開発とその応用を目的としている。本年度は昨年度までに確立したハイブリッド型プローブのハイスループットスクリーニング系を用いて、実際にD-セリンプローブの開発を進めた。ここでは目的のリガンドを選択的に結合するタンパク質と小分子蛍光色素からなるハイブリッド型の蛍光プローブを採用する。ハイブリッド型D-セリンプローブのD-セリン結合タンパク質としてNMDA型グルタミン酸受容体GluN3AおよびGluN3Bを、小分子蛍光色素としてAlexaシリーズやCyシリーズの色素を採用した。ハイスループットスクリーニング系を用いて、全ての組み合わせの蛍光複合体を作製し、D-セリンプローブとしての性能評価を過剰量のD-セリンに対する蛍光複合体の蛍光の応答で評価した。ここで有望な応答性を示した複数の蛍光複合体については、より精密な評価を行うために、蛍光複合体を高純度に精製した。これを用いて最大の蛍光レスポンスや蛍光変化のD-セリン濃度依存性、神経細胞に適用した際の応答性を評価する準備が完了した。
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