2019 Fiscal Year Annual Research Report
High spatiotemporal resolution analyses of dynamics of synaptic vesicle proteins
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18H02526
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平野 丈夫 京都大学, 理学研究科, 教授 (50181178)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 脳・神経 / シナプス / エキソサイトーシス / エンドサイトーシス / 蛍光ライブイメージング / 神経伝達物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経細胞間の情報伝達はシナプスを介して行われる。シナプス前部への活動電位到達により細胞質内のカルシウムイオン濃度が上昇し、それが引き金となってシナプス小胞がシナプス前部アクテイブゾーンの細胞膜に融合して、小胞内に蓄えられている神経伝達物質のエキソサイトーシスが起こる。本研究では、シナプス前部からの高速で持続的な神経伝達物質放出を可能にしているシナプス小胞のエキソサイトーシスと小胞膜タンパク質のエンドサイトーシスによる細胞内への回収過程を、申請者らが開発してきた蛍光ライブイメージング手法で研究している。2019年度までに、一シナプス小胞のエキソサイトーシスを検出する方法を確立し、エキソサイトーシスにより細胞膜へ移行した小胞膜タンパク質が細胞膜上で拡散により分散してから回収されることを、シナプス小胞膜タンパク質の一つであるシナプトフィシンにpH依存性蛍光タンパク質SEPを融合した分子を用いて明らかにした。また、エキソサイトーシスはアクテイブゾーン内の特定の場所で起こることも示した。その後、細胞外液の急速交換法を用いることで細胞外液のpHを100～200ミリ秒で変化させる手法を用いて、SEP融合シナプトフィシンのエンドサイトーシスを検出する方法を確立した。そして、シナプス前部の高頻度刺激後数秒以内に、エンドサイトーシスがアクテイブゾーン近傍で起こることをライブイメージング実験で記録することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
シナプス前部で起こるエンドサイトーシスのライブイメージングに成功した。これは本研究の主要な目的である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究で、シナプス前部で起こるシナプス小胞膜タンパク質のエンドサイトーシスの検出に成功したので、今後はそのエンドサイトーシスの特徴を調べていく。具体的には、どの部位でいつエンドサイトーシスが起こるか、またそのエンドサイトーシスはクラスリンに依存したものか否か等を検討する。また、エクソサイトーシス後の様々なタイミングで異なる特性のエンドサイトーシスが起こるか否かも検討する。
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