Visualizing the process in retrieval of synaptic vesicles

突触小泡回收过程的可视化

• 批准号: 21K06393
• 负责人: 田中 洋光
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06393/
• 关键词: 全反射顕微鏡; Neurexin; シナプス小胞; エンドサイトーシス; シナプス形成; シナプス伝達; 全反射蛍光顕微鏡; 海馬神経細胞

シナプスにおける神経情報伝達は、活動電位の到達直後にシナプス前終末から行われ、高頻度の活動電位にも対応する。この情報出力を可能にするために、シナプス前終末にはタンパク質が密に集積した「アクティブゾーン」と呼ばれる細胞膜領域があり、シナプス小胞を効率的に開口放出して再構成する仕組みがあると考えられている。しかしながら、アクティブゾーン周辺でどのようにシナプス小胞が放出して取り込まれ、機能的な小胞が再構成されるのかは未だ明らかでない。研究代表者はこれまで、神経伝達物質受容体の動態やシナプス小胞の開口放出を、全反射顕微鏡を用いて高時空間分解能でライブイメージングできる独自の実験系を構築してきた。2022年度では、その実験系を用いてラットの海馬神経細胞に、pH感受性GFPであるSEPを融合させた小胞構成膜タンパク質Synaptophysinを、遺伝子導入により発現させた。そして活動電位を誘発する電場刺激を細胞に加えて、シナプス前終末からシナプス小胞を放出させて、エンドサイトーシスされたSynaptophysinをライブイメージングした。解析の結果、即時可能なシナプス小胞の大半を放出させるような刺激では、バルク型エンドサイトーシスとクラスリン依存型エンドサイトーシスが主に駆動され、数個程度の小胞を放出させるような刺激では、超高速型のエンドサイトーシスが駆動されることが明らかとなった。後者は温度依存性でもあり、準生体温下では駆動される一方、室温下では駆動されなかった。また、各型のエンドサイトーシスで取り込まれたSynaptophysinの位置や輝度分布を解析し、エンドサイトーシスの特徴を初めて抽出できた。これにより、高速の情報出力が実現される神経情報伝達機構の解明に貢献した。

シ ナ プ ス に お け る god 経 intelligence 伝 は, activity potential の reach straight after に シ ナ プ ス before final か ら line わ れ potential, high frequency の activity に も 応 seaborne す る. こ の intelligence efforts may を に す る た め に, シ ナ プ ス before final に は タ ン パ ク qualitative が close に set product し た "ア ク テ ィ ブ ゾ ー ン" と shout ば れ る membrane area が あ り, シ ナ プ ス vesicular を sharper rate に openings sent out し て reconstitution す る blackstone group み が あ る と exam え ら れ て い る. し か し な が ら, ア ク テ ィ ブ ゾ ー ン weeks 辺 で ど の よ う に シ ナ プ ス vesicular が release し て in り 込 ま れ, function of な small cell が さ れ る の か は not だ Ming ら か で な い. Research representatives は こ れ ま で, god 経 伝 of material for body の dynamic や シ ナ プ ス vesicular の opening out を を, total reflection 顕 micro mirror with い て high spatial decomposition can で ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ で き る の alone be 験 department を build し て き た. 2022 annual で は, そ の be を 験 department with い て ラ ッ ト の sea gods に 経 cells, pH sensitivity GFP で あ る SEP を fusion さ せ た small cell membrane タ ン パ ク qualitative Synaptophysin を, but 伝 import に よ り 発 now さ せ た. Potential を そ し て activity induced 発 す る electric field stimulates cells を に plus え て, シ ナ プ ス before final か ら シ ナ プ ス vesicular を release さ せ て, エ ン ド サ イ ト ー シ ス さ れ た Synaptophysin を ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ し た. Parsing の results, instant may な シ ナ プ ス vesicular の most を release さ せ る よ う な stimulus で は, バ ル ク type エ ン ド サ イ ト ー シ ス と ク ラ ス リ ン dependent type エ ン ド サ イ ト ー シ ス が main に 駆 dynamic さ れ, degree of several の vesicular を release さ せ る よ う な stimulus で は, ultra-fast の エ ン ド サ イ ト ー シ ス が 駆 dynamic さ れ る こ と が Ming ら か Youdaoplaceholder0. The latter は temperature dependency で も あ り, quasi birth temperature under で は 駆 dynamic さ れ る party, room temperature で は 駆 dynamic さ れ な か っ た. ま た, each の エ ン ド サ イ ト ー シ ス で take り 込 ま れ た Synaptophysin の position や luminance distribution を analytical し, エ ン ド サ イ ト ー シ ス の, 徴 を early め て spare で き た. The contribution of the high-speed intelligence agency が actual performance される Shinto intelligence 伝 communication agency <s:1> explanation に is the contribution of た た.

项目成果

所属研究室のホームページ

附属实验室主页

Original experimental system to live-cell image neurotransmitter receptors and synaptic vesicle protein by TIRFM

利用TIRFM对神经递质受体和突触小泡蛋白进行活细胞成像的原创实验系统

• 发表时间: 2023
• 作者: Shigetomi E;Suzuki H;Hirayama YJ;Sano F;Koizumi S.;Hiromitsu Tanaka
• 通讯作者: Hiromitsu Tanaka

Fluorescent visualization of presynaptic endocytosed vesicles after exocytosis at individual hippocampal presynaptic active zones

各个海马突触前活性区胞吐作用后突触前内吞囊泡的荧光可视化

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiromitsu Tanaka;Tomoo Hirano
• 通讯作者: Tomoo Hirano

研究代表者の研究紹介

研究代表的研究介绍

Visualization of the movement and location of neurotransmitter receptors and synaptic vesicle protein with TIRFM

使用 TIRFM 可视化神经递质受体和突触小泡蛋白的运动和位置

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木秀明;繁冨英治;平山幸歩;高橋由香里;池中一裕;田中謙二;加藤総夫;尾藤晴彦;小泉修一;Hiromitsu Tanaka
• 通讯作者: Hiromitsu Tanaka