2014 Fiscal Year Annual Research Report
ズームイン（高精細）とズームアウト（広視野・深部）観察を可能にする革新技術の開発
| Project Area | Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity |
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| Project/Area Number |
22113003
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
宮脇 敦史 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (80251445)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱 裕 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 専門職研究員 (30261796)
下薗 哲 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (40391982)
新野 祐介 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (10584584)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | イメージング / 蛍光たんぱく質 / 細胞周期 / 細胞内結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
キクメイシ由来の蛍光タンパク質KikGRを材料に、非常に結晶化しやすい変異体Xpa「（Crystalizable and photo-activatable：クリスパ）」を作製した。驚いたことに、生きた細胞の中で大きな結晶を作ることがわかった。Xpaタンパク質を発現する培養細胞をタイムラプスイメージングで観察したところ、細胞質中に広がったXpaタンパク質が一瞬にして集積し、数ミクロン程度のひし形結晶に変身する様子が確認された。結晶を免疫組織学実験および透過型電子顕微鏡観察したところ、リソソームの膜で覆われていることが分かった。その結晶は、生成後にユビキチン、p62、LC3を介する選択的オートファジーによってリソソームへ取り込まれることが明らかとなった。さらに、細胞1個を材料にＸ線回折構造解析を行い、Xpaタンパク質の立体構造を2.9オングストロームの分解能で決定することに成功した。
蛋白質の構造変化を蛍光シグナルに変換して生体現象を可視化する一分子型センサーについて概説した。蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）および単一蛍光蛋白質に基づくセンサーを網羅し、その原理と技術進化、最新の応用例について解説した。さらに、新たに開発したYCX2.60を発現するトランスジェニックマウスを作製した。
細胞周期プローブFucciについて、その利用方法をCold spring harbor BOOKS にて概説した。主には、培養細胞のイメージング設定、Fucci トランスジェニックマウス切片の広範囲イメージング法についてプロトコール詳細を示した。また、G1/S transitionに加えてS/G2 transitionを可視化するFucci probe (Fucci4)の開発に成功、培養細胞でのvalidationを行った。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Transgenic mice for intersectional targeting of neural sensors and effectors with high specificity and performance.2015
Author(s)
Madisen L, Garner AR, Shimaoka D, Chuong AS, Klapoetke NC, Li L, van der Bourg A, Niino Y, Egolf L, Monetti C, Gu H, Mills M, Cheng A, Tasic B, Nguyen TN, Sunkin SM, Benucci A, Nagy A, Miyawaki A, Helmchen F, Empson RM, Knopfel T, Boyden ES, Reid RC, Carandini M, *Zeng H
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Journal Title
Neuron
Volume: 85
Pages: 942-958
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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