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2014 年度 実績報告書

シナプス内状態揺らぎによる反応モジュレーションと機能連関

公募研究

研究領域少数性生物学―個と多数の狭間が織りなす生命現象の探求―
研究課題/領域番号 26115718
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) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードシナプス / FRET / 蛍光寿命
研究実績の概要

記憶形成の最小単位であるシナプスの後端を形成するスパインの大きさは0.1 フェムトリッター程度の容積しかない。これは、ある分子が細胞に100 nMの濃度で発現しているとすると、1個のスパインには10分子程度しか存在しないことを意味する。このような少数分子の活性とシナプス可塑性の関係を明らかにすることが目的である。
現在までに、海馬神経細胞シナプス内での分子活性化を可視化するために2光子蛍光寿命イメージングの構築を行った。特に、イメージング用のレーザーとケイジドグルタミン酸の光解放用のレーザーを導入することで、神経細胞を観察しながら単一シナプスに光刺激を行えるようにした。また、シナプス内で分子の活性化を高感度、高精度で捉えるためのFRETプローブの開発も並行して行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2光子蛍光寿命イメージング顕微鏡の構築が完了し、新規FRETプローブの開発にも成功している。これらの点から概ね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

今後は、各種FRETプローブの開発を行い、海馬スライス内神経細胞のシナプス内でのシグナル分子活性化観察を新規構築した2光子蛍光寿命イメージング顕微鏡を用いて行う予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Development of a molecularly evolved, highly sensitive CaMKII FRET sensor with improved expression pattern.2015

    • 著者名/発表者名
      Shibata AC, Maebashi KH, Nakahata Y, Nabekura J, and Murakoshi H.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 ページ: e0121109

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0121109

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] CaMKIIによって活性化されたRho GTPaseの協同的作用によるシナプス可塑性誘起2014

    • 著者名/発表者名
      村越秀治
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会
    • 発表場所
      北海道札幌市 札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 2光子励起技術による単一スパイン内生化学反応の可視化と操作2014

    • 著者名/発表者名
      村越秀治
    • 学会等名
      第37回日本神経科学学会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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