8月17日(月）開催　八尾 寛 先生によるセミナーのご案内 光で生命機能に干渉する　～オプトジェネティクス（光遺伝学）のインパクト～

セミナーご案内

スピーカー:  八尾　寛　先生（東北大学大学院生命科学研究科 東北大学大学院医学系研究科附属創生応用医学研究センター教授）

タイトル:  光で生命機能に干渉する　～オプトジェネティクス（光遺伝学）のインパクト～

日付: 2015年8月17日（月）

時間:16：30 ～

場所: 東京大学　本郷キャンパス　電気系会議室2、 工学部新2号館3階

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アブストラクト: ヒトを含むさまざまな動物において、脳の機能は、神経細胞（ニューロン）のネットワークの活動に依存している。したがって、ニューロンネットワークにおける 信号の流れを解読することに、脳研究の主要な目的がある。ここに光学的な手法を導入することにより、空間的・時間的に高い分解能による刺激が期待される。 とくに、遺伝子工学と光学技術の組み合わせ技術（光遺伝学、オプトジェネティクス）は、神経細胞に限らず、感覚受容細胞、筋細胞、内分泌細胞、iPS細胞などあらゆる細胞の機能制御に発展しつつある。光遺伝学を活用するにあたり、「研究目的に最適化された光遺伝学分子ツール(Optogenetic bioactuator, OBA)の選択」「目的細胞への導入・発現」「光学系の最適化」の3要素を考慮にいれる必要がある1)。著者らの最近の成果をもとにこれらを概説するとともに、将来を展望したい。

著者らおよび他のグループにより、遺伝子工学的方法を用いて、クラミドモナス由来のチャネルロドプシン2を神経細胞に導入・発現することにより、神経細胞に光感受性が新たに獲得されることを報告した2),3)。ここから、ニューロン活動を操作する光遺伝学が始まったと言えよう。生物界には、多種多様な光感受性機能タンパク質が見出されており、オプトジェネティクスのツールとして大きな可能性をはらんでいる4)。OBAを用いて生体組織中の標的細胞の活動を操作するにあたり、いかにしてOBAを目的細胞に導入するかというテーマは重要かつ困難な課題である。オプトジェネティクスに限らず、まだまだ日進月歩の領域である。650-1450 nmの近赤外光は生体組織による吸収が低いので、この帯域はimaging windowと呼ばれ、生体深部での光操作には理想的であるとされてきた。近赤外光を用いたオプトジェネティクスに、大きな発展の余地がある5)。

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1)      Yawo H, et al. (2013) Develop Growth Differ 55: 474–490.

2)      Boyden ES, et al. (2005) Nat Neurosci 8: 1263-1268.

3)      Ishizuka T, et al. (2006) Neurosci Res 54: 85-94.

4)      Yawo H, et al. (Eds.) “Optogenetics : Light-Sensing Proteins and Their Applications” Springer, Tokyo, 2015.

5)      Hososhima S, et al. (2015) Proc. SPIE, 93052R.

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コンタクト: 関野正樹（准教授）

(Email: sekino@bee.t.u-tokyo.ac.jp , Phone: 03-5841-7490)