井澤 淳

ロボティック神経介入によるメタ適応機構の解明

グラント番号：JPMJCR25T1

研究代表者

井澤 淳

主たる共同研究者

喜多村 和郎	山梨大学 大学院総合研究部　教授
松崎 政紀	東京大学 大学院医学系研究科　教授

研究概要

環境摂動に対する運動適応を長期的に調整する「メタ適応能力」は、我々の生命力を支える基盤である。本研究では、遺伝子改変マウスを対象として、ロボティック神経介入制御を確立し、ドパミン系および小脳可塑性に対する実時間介入を実現する。この際の全脳神経活動ダイナミクスをカルシウムイメージングと多点神経記録により計測し、さらに計算論的モデルを用いた構成論的解析と統合を行い、メタ適応の神経基盤を解明する。

岩崎 信太郎

局所翻訳・RNA動態のための革新的技術創出

グラント番号：JPMJCR25T2

研究代表者

岩崎 信太郎

主たる共同研究者

佐藤 伸一	東北大学 学際科学フロンティア研究所　准教授
塩見 美喜子	東京大学 大学院理学系研究科　教授
深谷 雄志	東京大学 定量生命科学研究所　教授

研究概要

細胞内では生体分子が特定の場所に局在して初めて機能し、その時空間的制御が生命活動に欠かせない。しかしRNA動態・局所翻訳の全体像は未解明で、それを捉える技術もない。本研究では、これら非平衡な現象を「生命力」と定義し、RNA動態・局所翻訳を網羅的に俯瞰する革新的計測技術APEX/Photoproximity-Ribo-Seq法とTransitRNA-Seq法を開発することで、生命現象の解明に迫る。

Campbell Robert E.

Trans-scale analysis of metabolic dynamics using fluorescent biosensors and optogenetic enzymes

グラント番号：JPMJCR25T3

研究代表者

Campbell Robert E.

主たる共同研究者

黒田 真也	東京大学 大学院理学系研究科　教授
佐藤 俊朗	慶應義塾大学 医学部　教授

研究概要

本研究では、主要代謝物に対する蛍光バイオセンサーと光活性化酵素からなる代謝ツールキットを開発し、ヒト肝オルガノイドにおける代謝過程の時空間的可視化と光操作を目指す。また数理モデルを活用して、多細胞相互作用に基づく代謝の多様性や恒常性の制御機構、さらに疾患におけるその破綻を定量的に理解することで、「生命力」の核心に迫る。開発したツールキットは世界に広く公開し、生物医学研究や治療法開発に貢献する。

中島 敬二

自律駆動顕微操作イメージングによる根の行動力の解明

グラント番号：JPMJCR25T4

研究代表者

中島 敬二

主たる共同研究者

石 東博	理化学研究所 環境資源科学研究センター　理研ECL研究ユニットリーダー
陳 延偉	立命館大学 情報理工学部　教授
肥田 博隆	神戸大学 大学院工学研究科　准教授

研究概要

本研究では、植物の根の自発的で省エネルギーな運動を「根の行動力」と定義して、その作動原理を明らかにします。成長中の根に対し、特定の位置やタイミングで環境刺激や遺伝子の発現変動を与え、それに対する根の応答を高精度かつ自動的に検出・可視化する顕微鏡システムを開発します。このシステムと遺伝子の網羅的発現データを合わせることで、細胞やその内部のミクロな動態が、根の行動力を実現する仕組みを明らかにします。

新岡 宏彦

細胞組織深部超解像顕微鏡の開発と生命の時空間的運命分岐点探索・制御

グラント番号：JPMJCR25T5

研究代表者

新岡 宏彦

主たる共同研究者

須賀 英隆	名古屋大学 大学院医学系研究科　准教授
中村 匡良	埼玉大学 大学院理工学研究科　教授

研究概要

本プロジェクトは、世界最高水準の深部組織観察と空間分解能を両立する最先端の光学顕微鏡を開発し、人および植物の細胞組織を精密に観察して超解像画像データセットを構築します。データ解析により生命の「運命決定点」となる細胞や細胞小器官を時空間的に同定し、さらに摂動を加えることでその制御可能性を検証します。顕微鏡技術の限界を突破し、生命の基本原理への新たな理解を拓くことを目指します。