1分子イメージング法による神経成長円錐ガイダンス機構の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14208083
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• Principal Investigator: 原田 慶恵 財団法人東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 副参事研究員 (10202269)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷 知己 財団法人東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (80332378)
• Keywords: シグナル伝達 / 神経成長円錐 / 可視化 / 1分子

Research Abstract

本研究の目的は、微量の神経成長因子やガイダンスキューの分布に応じて、成長円錐がその運動速度や、運動方向の制御をおこなう仕組みを明らかにすることである。この目的のために、ニワトリ胚背根節神経細胞の成長円錐を実験材料として、蛍光色素Cy3によって標識されたNGF(Cy3 NGF)が、成長円錐膜上の受容体と結合する様子を、蛍光顕微鏡を用いて観察した。培養溶液からNGFを除くと、成長円錐の前進運動は停止し、活発な前進運動をおこなう成長円錐にみられるラッフル膜も消失した。ここに1nMのCy3 NGFを投与すると、投与から数分でラッフル膜が形成され、成長円錐の前進運動が再開された。運動を再開した成長円錐膜上には多数のCy3 NGFが結合しているが、その分子のふるまいには2種類あることが明らかとなった。ひとつは運動方向に偏りのない、2次元拡散運動で、もうひとつは成長円錐の進行方向と逆の方向に向かう、一方向性の運動である。Cy3 NGFの投与直後には、受容体に結合したCy3 NGFのほとんどが2次元拡散運動をおこなっているが、投与後10分では、それらの多くが一方向性の運動によって成長円錐基部に集積され、集合体を形成していることが観察された。Cy3 NGF分子ひとつひとつの軌跡を追跡した結果、受容体と結合したNGFは、初めに2次元拡散運動をおこなった後に、一方向性運動に移行して、成長円錐と神経軸索との結合部に集められ、ここで細胞内に取り込まれることが示唆された。また、NGFと結合した受容体の2次元拡散運動は、受容体のそれとしては非常に速いことが明らかとなった(拡散係数は上皮成長因子受容体の約10倍)。

Research Products

• [Publications] Tani, T.: "Periodic tension development of the membrane of the contractile vacuole complex that governs its membrane"Cell Biology International. 26. 853-860 (2002)
• [Publications] 原田慶恵: "1分子の動きを見て生体分子の機能を探る"光技術コンタクト. 40・12. 19-26 (2002)
• [Publications] 原田慶恵: "「DNA, RNAポリメラーゼ」生物物理学ハンドブック"朝倉書店(印刷中).
• [Publications] 原田慶恵: "「DNAモーターを測る」ナノテクノロジーハンドブック"オーム社(印刷中).
• [Publications] 原田慶恵: "「生体分子の1分子イメージング」生命の科学と工学-その最先端"三共出版(印刷中).