水銀アーク光源蛍光顕微鏡をベースとしたタンパク質活性光制御システムの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24659087
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 解剖学一般(含組織学・発生学)
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 荒木 伸一 香川大学, 医学部, 教授 (10202748)
• 研究分担者: 江上 洋平 香川大学, 医学部, 助教 (80432780) ; 川合 克久 香川大学, 医学部, 助教 (80534510)
• 連携研究者: 三宅 克也 香川大学, 医学部, 准教授 (30219745)
• 研究協力者: 加藤 琢磨 香川大学, 医学部, 助教 (70625673)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 顕微鏡技術 / 細胞・組織 / 光制御 / シグナル伝達 / 分子スイッチ / 蛍光顕微鏡 / オプトジェネティクス

研究概要

光遺伝学(オプトジェネティクス)を用いた顕微鏡下でのタンパク質活性光制御は次世代タンパク質機能解析法として注目されている。本研究は、通常の水銀アーク光源を利用した電動蛍光顕微鏡をベースとしてイメージングソフトのマクロプログラミングにより高度に自動化した安価で実用的な光制御イメ-ジングシステムを構築することを目的とした。イメージングソフトから制御できる電動励起光絞りを利用し励起光照射部位のサイズを調節することで細胞の一部または全視野を光刺激することを可能とした。ソフトウェアのプログラミングでこれらの動作を連動させ、自動で光刺激とタイムラプス画像取得を行うことに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of an automated fluorescence microscopy system for photomanipulation of genetically encoded photoactivatable proteins (optogenetics) in live cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Araki, N., Ikeda, Y., Kawai, K., Egami, Y., Miyake, K., Tsurumaki, N., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 63
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfu003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rac1-dependent lamellipodial motility in prostate cancer PC-3 cells revealed by optogenetic control of Rac1 activity (2014)
  • 著者名/発表者名: Kato, T., Kawai, K., Egami,Y., Kahehi, Y., Araki, N.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissecting the roles of Rac1 activation and deactivation in macropinocytosis using microscopic photo-manipulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujii, M., Kawai, K., Egami Y., Araki, N.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 ページ: 2385
  • DOI: 10.1038/srep02385
  • 査読あり
• [学会発表] Zymosan貪食過程におけるRit1 GTPaseのライブセルイメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 江上洋平、川合克久、荒木伸一
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会全国学術集会
  • 発表場所: 栃木県下野市
  • 年月日: 20140327-29
• [学会発表] ファゴゾーム成熟過程におけるRab35の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川合克久、江上洋平、荒木伸一
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会全国学術集会
  • 発表場所: 栃木県下野市
  • 年月日: 20140327-29
• [学会発表] 前立腺がん細胞移動(migration)における低分子量GTPase Rac1を介した制御機構のoptogenetics解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤琢磨、川合克久、江上洋平、荒木伸一、筧善行
  • 学会等名: 第23回泌尿器科分子・細胞研究会
  • 発表場所: 山形市
  • 年月日: 20140314-15
• [学会発表] 水銀アーク光源蛍光顕微鏡をベースとしたphoto-manipulationシステムの構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒木伸一、池田結香、加藤琢磨、川合克久、江上洋平、三宅克也
  • 学会等名: 日本解剖学会第68回中国・四国支部学術集会
  • 発表場所: 鳥取県米子市
  • 年月日: 20131019-20
• [学会発表] Zymosan貪食過程におけるRit1 GTPaseの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 江上洋平、川合克久、荒木伸一
  • 学会等名: 第54回日本組織細胞化学会総会・学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130927-28
• [学会発表] Rac1光制御により生細胞のマクロパイノサイトーシス過程を顕微鏡で操作する (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒木伸一、川合克久、藤井誠、江上洋平
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: 大阪府吹田市
  • 年月日: 20130520-22
• [学会発表] Photo-activatable Rac1を用いてマクロパイノサイトーシスの形成・成熟過程を制御する (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤井誠, 荒木伸一
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] Control of macropinocytosis by photo- manipulation of Rac1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Araki, N., Fujii, M., Kawai, K. and Egami, Y.
  • 学会等名: 14^<th> International Congress of Histochemistry and Cytochemistry
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120826-29
• [学会発表] 光制御Rac1を用いたマクロパイノサイトーシス過程におけるRac1活性の役割解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤井誠, 荒木伸一
  • 学会等名: 第65回薬理学会西南部会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2012-11-23
• [学会発表] Photo-activatable Rac1を用いたマクロパイノサイトーシスの光制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤井誠, 荒木伸一
  • 学会等名: 第6回トランスポーター研究会九州部会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-09-01
• [備考] マクロプログラムダウンロードサイト
  • URL: http://jmicro.oxfordjournals.org/content/suppl/2014/01/18/dfu003.DC1/dfu003supp_data1.txt
• [備考] マクロプログラムダウンロードサイト
  • URL: http://jmicro.oxfordjournals.org/content/suppl/2014/01/18/dfu003.DC1/dfu003supp_data2.txt