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2010年7月26日 (月)

神経活動の「読み出し」を生きた脳で実現した光遺伝学ツールが登場

神経活動の「読み出し」を生きた脳で実現
した光遺伝学ツールが登場
-電位感受性蛍光タンパク質を開発、
遺伝子導入で脳の神経活動を画像化-

平成22年7月12日 理化学研究所

詳細は、リンクを参照して下さい。

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◇ポイント◇
・ミリ秒の精度で、神経活動に応じて発する
 蛍光を変えるタンパク質を開発
・特定の脳領野・細胞種にだけ選択発現、
 侵襲性が低く長期に渡る安定記録が可能
・精神疾患における認知機能障害の神経回路
 異常を可視化する道を拓くと期待

-----
 独立行政法人理化学研究所(野依良治
理事長)は、生きた脳内の神経細胞に生じる
電位変化を検出する光センサーとなる電位
感受性蛍光タンパク質※1(VSFP2.3/2.42)
を開発し、初めてマウスの脳の特定の部位
に遺伝的に組み込み、ヒゲ1本を刺激する
ことで生じる脳の神経活動の様子をリアル
タイムで画像化することに成功しました。

 これは、理研脳科学総合研究センター
(利根川進センター長)神経回路ダイナ
ミクス研究チームのトーマス・クヌッフェル
(Thomas Knopfel)チームリーダー、
ウォルター・アケマン(Walther Akemann)
研究員、武藤弘樹研究員らによる研究成果
です。

 現在、神経細胞の膜電位の可視化には、
電位感受性色素※3が主に用いられています。

 また、神経細胞に遺伝的に組み込める光
センサーとしては、細胞へのカルシウム流入
を検出する技術などが主流となっています。

 しかし、既存の電位感受性色素では特定
の細胞だけを染めることができず、
カルシウム流入は、電位変化と時間差が
生じるという問題点があるため、これまで
幅広く応用できる技術は実現していません
でした。

 研究チームは、10年以上の歳月をかけて、
新しいタイプの光センサーとなる電位感受性
蛍光タンパク質(VSFP)の実用化に段階的に
取り組んできました。
 脳の体性感覚野※4と呼ばれる特定部位の
さらに特定の種類の細胞だけに、最新
バージョンのVSFPである「VSFP2.3/2.42」を
遺伝的に発現させたところ、生きている
マウスの脳内で生じる神経細胞の活動状況
を光信号として「読み出す」強力な光遺伝学
※5ツールとして働くことを実験で確認
しました。

 行動に伴って変化する神経活動の様子を
正確に、リアルタイムで調べることができる
非常に強力なツールとなります。

 同時に、認知機能に関連する神経回路を
直接可視化できる可能性が見込めるため、
精神疾患の解明において、神経回路のどこに
異変が起きているのか明らかにすることが
期待されます。
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素晴らしい成果のようです。

蛍光プローブの進歩はすさまじいですね。

生きた脳の実際の働きをリアルタイムに
観察できるのはすごいことです。

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