Elucidation of mechanisms of neuronal network formation by visualization and manipuration of membrane traffic

通过膜交通的可视化和操纵阐明神经元网络形成的机制

• 批准号: 22K06213
• 负责人: 戸島 拓郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06213/
• 关键词: 成長円錐; 軸索ガイダンス; 膜交通; オルガネラ; 超解像顕微鏡; 神経回路形成; 光遺伝学ツール

全ての脳機能は発生期に構築される神経回路の正確な配線パタンに依存しており、神経配線の異常は種々の神経疾患に直結する。発生過程の神経細胞から伸びる軸索突起の先端部（成長円錐）は、周辺環境を感知して方向転換しながら移動し、遥か遠隔の標的まで正確に辿り着く。本課題では、成長円錐の運動性を統御する司令塔として膜交通機構に焦点を当て、膜交通が各種機能分子群（細胞骨格制御因子・接着因子等）の細胞内局在や動態を適材適所にコントロールすることで、成長円錐の臨機応変な運動性を生み出す仕組みを解明することを目指している。そのために、研究代表者らが開発した高速超解像顕微鏡と光遺伝学ツールを駆使し、生きた成長円錐内における様々な膜交通現象を精密に観て、操作する。令和４年度は、高速超解像顕微鏡観察に適した新奇蛍光タンパク質として、耐褪色性能に優れた性能を呈するStayGoldの検討を行った。小胞体で新規合成された膜／分泌タンパク質の輸送を可視化できるRUSH法の蛍光タグとしてこれを付加すると、長時間露光に対してほとんど褪色が見られず、高い時間分解能で長期的な積荷輸送動態を観察できることが分かった。さらに、2種類の膜タンパク質受容体をRUSH法の積荷として用いると、これらが輸送出発点の小胞体においてすでに異なる分布を取ることが予備実験で明らかになっていたが、本年度は各種変異体を用いた検証により、異なる小胞体局在を担う分子内責任領域を突き止めた。

Function of whole て の 脳 は 発 stage に build さ れ る god 経 loop の な correct wiring パ タ ン に dependent し て お り は unusual, god 経 wiring の 々 の god 経 disorders に straight knot す る. Born 発 process の god 経 cells か ら stretch び る axon protrusions の apex (growth has drifted back towards ¥ cone は), zhou を 辺 environment perception し て direction planning in し な が mobile し, remote か ら far の mark ま で right に 辿 り く. This topic で は, growth has drifted back towards ¥ の cone motility を governing す る commander tower と し て に membrane transport operators focus を when て, membrane transport が various functional molecular group of cells (royal factor, then the factor such as skeletal system) の bureau in cells in dynamic を や optimum material optimum に コ ン ト ロ ー ル す る こ と で, growth has drifted back towards ¥ の cone occasion requires 応 - な motility を raw み out す shi group み を interpret す る こ と を Point your eyes at て て る. そ の た め に representatives, research ら が open 発 し た high-speed super resolution 顕 micromirror と light heritage 伝 learn ツ ー ル を 駆 make し, raw き た growth has drifted back towards ¥ within the cone に お け る others 々 な membrane transport phenomena を precision に 観 て, operating す る. And 4 year は, high-speed super resolution 顕 micromirror 観 examine に optimum し た novel 蛍 light タ ン パ ク qualitative と し て, fade resistance に れ た performance を is す る StayGold の 検 line for を っ た. Small cell body で new rules on synthetic さ れ た membrane/secretion タ ン パ ク qualitative の conveying を visualization で き る RUSH method の 蛍 light タ グ と し て こ れ を plus す る と, long time exposure に し seaborne て ほ と ん ど fade が see ら れ ず, high い time decomposition can で long-term な product of charge transport dynamic を 観 examine で き る こ と が points か っ た. さ ら に, 2 kinds の membrane タ ン パ ク mass by let body を RUSH method の product lotus と し て in い る と, こ れ ら が transmission の 発 point small cell body に お い て す で に different な る distribution を take る こ と が reserve be 験 で Ming ら か に な っ て い た が, this year's は various variations variants を with い た 検 card に よ り, different な る を bear the small cell body (う intramolecular を tu responsibility areas Youdaoplaceholder0 stops めた.

项目成果

ゴルジ体とその周辺における選別輸送―可視化によるメカニズム解明

高尔基体内部和周围的选择性运输 - 通过可视化阐明机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 中野明彦;戸島拓郎
• 通讯作者: 戸島拓郎