小脳の顆粒細胞は軸索である上行線維を伸ばし、分子層でその軸索が分岐して平行線維となる。上行線維と平行線維はプルキンエ細胞とシナプス結合を形成しているが、シナプスの活性、シナプス形成に関わる分子の動態を明らかにする事は、顆粒細胞とプルキンエ細胞の小脳神経回路における役割を理解するために重要である。そこで、本研究では、神経伝達物質放出の様子を効率良くイメージングするための、発光型シナプス小胞融合モニタータンパク質の開発を行い、小脳顆粒細胞で発現させ、プレシナプスの活性をイメージングした。その結果、プレシナプス活性を測定するための発光型モニタータンパク質が機能する事が判明した。
To understand the cerebellar neuronal circuit, it is important to measure the presynaptic activities of granule cells when animals are moving or learning. In my research, I developed the reporter proteins for presynaptic activity using luciferase. Because luminescence of luciferase is product of chemical reaction, it does not need excitation light, which may sometimes hurt the cells or make autofluorescence from tissue and cell. Therefore using luminescence should give a better signal to noise ratio. I used Gaussia luciferase, which was pH sensitive. I performed the random mutagenesis to obtain bright luminescence. To visualize presynaptic activity, VAMP2 presynaptic protein was used. As a result, I obtained mutant Gluc (mGluc), which showed about 10 times brighter than wild type Gluc. The VAMP2 mGluc transfected neuron showed strong luminescence after neuronal depolarization, indicated this VAMP2-mGluc presynaptic reporter protein can be used to monitor presynaptic activity.

研究種目 : 若手研究(B)
研究期間 : 2011～2013
課題番号 : 23700387
研究分野 : 総合領域
科研費の分科・細目 : 脳神経科学・神経科学一般