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生物研究用に開発された蛍光ガラス素材 単一神経細胞レベル研究の新たなツール 研究成果

掲載日:2021年1月7日

順天堂大学大学院医学研究科神経機能構造学の岡本和樹 協力研究員(日本学術振興会特別研究員PD、研究当時:東京大学大学院薬学系研究科博士課程3年)、東京大学大学院薬学系研究科の池谷裕二教授らの研究グループは、パッチクランプ電極を緑色蛍光で可視化する手法を開発しました。
神経細胞の活動を記録する上で、パッチクランプ記録法(注1)は欠かせないツールとなっています。また近年の遺伝学の発展により、特定の細胞種の蛍光タンパク質標識が一般的に用いられていますが、記録に使用されるガラス電極には蛍光がないため、それらを同じ視野内で観察することができませんでした。もとより標的パッチクランプ記録法は技術者の繊細な手技が要求される難しい手法であり、実験者の技術的な努力で補われているという現状がありました。
そこで、同研究グループは希土類イオンの一つである酸化テルビウム(Tb3+)をガラスに添加し、緑色の蛍光波長をもたせることで、GFP標的細胞と同時に可視化できるパッチクランプガラス電極を実現しました。このTb3+電極は緑色の蛍光だけでなく、非線形光学効果であるTHGのシグナルも見られました。Tb3+電極はこれらのシグナルを手がかりに、脳研究におけるシングルセル解析に有用なツールとなることが期待されます。
本研究成果は2021年1月6日のScience Advances誌(オンライン版)に掲載されました。

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    図1  Tb3+添加パッチクランプ電極の開発
図2 標的パッチクランプ記録への応用
 

論文情報

Okamoto, K., Ebina, T., Fujii, N., Konishi, K., Sato, Y., Kashima, T., Nakano, R., Hioki, H., Takeuchi, H., Yumoto, J., Matsuzaki, M., Ikegaya, Y., "Tb3+-doped fluorescent glass for biology," Science Advances: 2021年1月6日, doi:10.1126/sciadv.abd2529.

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