光操作によるマルチスケール機能イメージング法の開発

利用光学操纵的多尺度功能成像方法的发展

• 批准号: 20034001
• 负责人: 永井 健治
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20034001/
• 关键词: 生体分子; 光活性化; 可視化; FRET; 顕微鏡

本研究は、光照射によって、蛍光活性化する生理機能センサータンパク質を開発することで、生きた細胞内や個体内の、ナノからマクロに及ぶ、様々な空間スケールにおける生理機能を高感度に観察する手法を構築することを目的とした。昨年度に作製したPA-GFPとDsRedをFRETのドナー・アクセプターとして利用した光活性化型Ca^<2+>指示薬PA-cameleonは光活性化前の状態でもDsRedによる青色励起光の吸収により蛍光が観察されたため、光活性化の利点の1つである高いコントラストを実現することができなかった。その一方で、405nmのレーザーを照射し、PA-GFPを活性化すると、緑色の蛍光が現れ、リガンド刺激に伴う細胞内Ca^<2+>濃度の変化を捉えることができた。本年度はDsRed以外の赤色蛍光タンパク質や緑色光を吸収するが蛍光性の無い色素タンパク質を用いる事で光活性化によるコントラストのさらなる増加が実現できないかを検討した。その結果、試験管内、細胞内のいずれにおいても405nmの刺激光照射によって不可逆的に無蛍光状態から蛍光性を獲得することが確認され、刺激光の照射範囲をガルバノミラーなどで制御することで、培養ディッシュ上の特定の細胞にPA-cameleonを出現させ、その細胞内のCa^<2+>動態を高いコントラストで可視化することに成功した。さらに、ゼブラフィッシュ幼魚における特定の筋細胞の自発的収縮とCa^<2+>濃度の変化を同時に観察することにも成功した。本方法はCa^<2+>指示薬以外のFRET指示薬にも原理的には応用可能であるため、光活性化指示薬開発のための汎用的指針として、その利用が期待される。

This study aims to construct a method for high sensitivity detection of physiological functions in vivo, in vivo and in vivo by light irradiation and photoactivation. PA-GFP and DsRed are used to activate FRET before PA-cameleon is activated. DsRed is used to activate FRET before PA-cameleon is activated. DsRed is used to activate FRET. In addition, PA-GFP was activated by 405nm ultraviolet light, green light was present, and intracellular Ca^<2+> concentration was changed by ultraviolet light. This year, the red and green light absorption except DsRed, the increase in the photoactivity of the pigment and the use of the pigment, and the increase in the absorption of the pigment and the use of the pigment. Results: Irradiation of 405nm stimulation light in the interior of the tube and cells, irreversible non-luminous state, and photoactivity were obtained. The results were confirmed. Irradiation range of stimulation light was controlled. PA-cameleon appeared in specific cells on culture. The dynamics of Ca^<2+> in the interior of the cells were visualized successfully. The changes in Ca <2+> concentration and spontaneous contraction of specific muscle cells in young fish were observed simultaneously. This method is expected to be used in the development of FRET indicators other than Ca^2+> indicators.

项目成果

生理機能・動態を計測するための蛍光タンパク質技術

用于测量生理功能和动力学的荧光蛋白技术

• 发表时间: 2009
• 作者: Kodama M;Otsubo C;Hirota T;Yokota J;Enari M;Taya Y.;永井健治
• 通讯作者: 永井健治

Fine-Tuning of the Cytoplasmic Ca2+ Concentration Is Essential for Pollen Tube Growth

• DOI: 10.1104/pp.109.139329
• 发表时间: 2009-07-01
• 期刊: PLANT PHYSIOLOGY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Iwano, Megumi;Entani, Tetsuyuki;Takayama, Seiji
• 通讯作者: Takayama, Seiji

酸性の環境でも光る蛍光タンパク質

即使在酸性环境下也能发光的荧光蛋白

• 发表时间: 2009
• 期刊: 化学 64
• 作者: 永井健治;松田知己;永井健治
• 通讯作者: 永井健治

蛍光タンパク質を巧妙に用いた生理機能動態の可視化

使用荧光蛋白实现生理功能动态可视化

• 发表时间: 2009
• 作者: 林文;他;永井健治;永井健治
• 通讯作者: 永井健治

改変蛍光タンパク質を利用した生理機能の可視化

使用修饰的荧光蛋白可视化生理功能

• 发表时间: 2009
• 作者: 林文;他;永井健治;永井健治;永井健治;永井健治;永井健治;永井健治;永井健治
• 通讯作者: 永井健治