今吉 格

細胞機能の光操作と完全同時イメージング技術で切り開く多細胞組織の動作原理の解明

グラント番号：JPMJCR25B1

研究代表者

今吉 格

主たる共同研究者

磯部 圭佑

理化学研究所 光量子工学研究センター　上級研究員

研究概要

2光子顕微鏡を用いた細胞機能の光操作と完全同時イメージングの実験系を完成させ、すでに予備データを取得しているニューロンの膜電位の光操作において、神経回路研究に応用する。また、超広視野２光子顕微鏡を用いた高速全組織イメージングを基盤としたマルチオミクス系を完成させ、光操作と完全同時イメージングの実験系と融合させ、神経回路を中心とした多細胞システムの新規動作原理を解明する。

中田 和人

新・ミトコンドリア遺伝学の創造：偶然から必然への挑戦

グラント番号：JPMJCR25B2

研究代表者

中田 和人

主たる共同研究者

魏 范研	東北大学 加齢医学研究所　教授

研究概要

狙った塩基番号に置換を導入した変異型mtDNA分子種をつくり、この分子種を細胞内で濃縮する新たな方法を樹立して、疾患モデルマウスの作製に向かいます。そして、作製した疾患モデルマウスにおけるmtDNA分子種の含有率を調節・変動させ、あるいは、RNA修飾による病原性減弱を介して、変異型mtDNA分子種の組成と機能発揮を調整します。これらの試みから、ミトコンドリアセントラルドグマの研究を革新させます。

林（高木） 朗子

Caught in the Act脳神経細胞操作2.0

グラント番号：JPMJCR25B3

研究代表者

林（高木） 朗子

主たる共同研究者

小坂田 文隆	名古屋大学 大学院創薬科学研究科　教授
田井中 一貴	新潟大学 脳研究所　教授

研究概要

絶え間なく変動する脳活動の狙った一瞬を特異的に操作し、縦断的に可視化できる超弱毒狂犬病ウイルスと（林G・小坂田G）、生体脳を透明化する技術を開発する（田井中G）。これらを組み合わせ、生きたままのマウス脳における動的な情報フローを、シナプスから回路まで多階層に捉える。そして、感覚・認知・運動が如何に統合されるかをシステム情報処理の角度より解読し、自閉スペクトラム症の解明に貢献する。

深津 武馬

微生物共生操作

グラント番号：JPMJCR25B4

研究代表者

深津 武馬

主たる共同研究者

重信 秀治	自然科学研究機構 基礎生物学研究所　教授
竹下 和貴	秋田県立大学 生物資源科学部　助教
西出 雄大	農業・食品産業技術総合研究機構 生物機能利用研究部門　主任研究員
松浦 優	琉球大学 熱帯生物圏研究センター　助教

研究概要

新規生物機能の獲得や進化に微生物共生は重要であり、その最も高度な形態が細胞内に微生物が保有される細胞内共生である。我々は共生機構解明及び実験共生進化において世界をリードする実績と技術、および独自の「腸内―細胞内移行共生系」の発見と解明を基盤として、細胞内共生の機構を解明するのみならず、実験的に創出して進化させ、局在、伝達、機能賦与の操作を可能にする未踏の研究領野「微生物共生操作」の開拓に挑戦する。

古谷 祐詞

ロドプシンを究める

グラント番号：JPMJCR25B5

研究代表者

古谷 祐詞

主たる共同研究者

片山 耕大	名古屋工業大学 大学院工学研究科　准教授
小柳 光正	大阪公立大学 大学院理学研究科　教授
須藤 雄気	岡山大学 学術研究院医歯薬学域　教授
角田 聡	名古屋工業大学 大学院工学研究科　特任准教授

研究概要

光操作ツールの開拓者であるロドプシンの機能を究極のレベルにまで高める。光の波長感受性、光感度、応答速度、イオン選択性、情報伝達などのあらゆる分子特性を、原子レベルでの立体構造情報やメタゲノム解析による膨大な配列情報に基づき、最先端の分子分光解析や細胞機能解析を駆使することで自在にコントロールする。マルチカラー光で操作し、望みの場所に誘導して死滅する線虫・細菌を開発し、バイオ治療研究に貢献する。