科学技術振興機構

睡眠時の神経活動を作り出す数学的メカニズムの解明 医療・健康

睡眠時の神経活動を作り出す数学的メカニズムの解明

睡眠時に特定の神経細胞で観察される活動パターン(睡眠紡ぼう錘すい波発火パターン)の新規数理モデルを構築し、モデルのシミュレーションと力学系理論に基づいて睡眠紡錘波発火パターンの制御メカニズムを明らかにしました。本モデルについて分子的・数学的に詳細に解析し、①カリウムチャネルの特性が睡眠紡錘波発火パターンの生成に重要な役割を果たすこと、および②神経細胞膜を通過する内向き・外向き電流のバランスが睡眠紡錘波発火パターンの密度および細胞内カルシウム濃度を制御し得ることを明らかにしました。
光で狙った細胞を死滅させる新技術の開発 ~副作用のない光がん治療法に向けて~ 医療・健康

光で狙った細胞を死滅させる新技術の開発 ~副作用のない光がん治療法に向けて~

細胞をアルカリ化する光感受性たんぱく質を用いることで、光で狙った細胞を選択的に死滅させる新技術の開発に成功しました。
脳の神経活動を可視化する新規マウス系統を開発 生物工学一般

脳の神経活動を可視化する新規マウス系統を開発

高感度・高速カルシウムセンサーを安定して発現する遺伝子改変マウスの開発に成功しました。正確な神経活動の計測を実現するため、高感度・高速カルシウムセンサー(G-CaMP9a)の開発と、この新規センサーを細胞種特異的に発現誘導可能な遺伝子改変マウス(G-CaMP9aノックインマウスの作製をおこないました。2光子励起顕微鏡注2を用いた生体イメージングにより神経細胞の活動を観察したところ、このマウスは感覚刺激に対する神経細胞の応答をより正確に検出できることが明らかとなりました。
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ダチョウ抗体を担持させた不織布マスクで 新型コロナウイルスオミクロン株の可視化も確認 医療・健康

ダチョウ抗体を担持させた不織布マスクで 新型コロナウイルスオミクロン株の可視化も確認

ダチョウ抗体を担持させた口元フィルター入りの不織布マスク(「ダチョウ抗体担持マスク」)で呼気からのSARS-CoV-2(新型コロナウイルス)の可視化に成功したことを発表しました。オミクロン株感染者が使用したダチョウ抗体担持マスク(臨床検体)での可視化の検証を進め、オミクロン株の可視化が確認されました。
ダウン症モデルラットの作製に成功 ~ダウン症の脳病態のメカニズム解明に期待~ 生物工学一般

ダウン症モデルラットの作製に成功 ~ダウン症の脳病態のメカニズム解明に期待~

独自の染色体工学技術を用いて、ダウン症の発症に関わるヒト21番染色体をラットに導入することにより世界で初めてダウン症モデルラットの作製に成功し、これまでにモデルマウスでは観察されていなかった小脳小葉の分岐形成過程に障害があることを明らかにした。
サルモネラ菌の休眠・薬剤耐性に関与するタンパク質の機能を解明 有機化学・薬学

サルモネラ菌の休眠・薬剤耐性に関与するタンパク質の機能を解明

病原性細菌の一種であるサルモネラ菌(Salmonella Typhimurium)のパーシスター細胞の形成誘導に関与するTacTタンパク質が、特定のアミノアシルtRNA注1)をアセチル化修飾し、それによりタンパク質合成を阻害する分子機構を明らかにしました。
骨格筋の分化に働く新たな染色体基盤構造体を解明 生物化学工学

骨格筋の分化に働く新たな染色体基盤構造体を解明

マウス(Mus musculus)の新規ヒストンH3mm18を含むヌクレオソーム構造をクライオ電子顕微鏡解析により世界で初めて解明しました。H3mm18が不安定で弛緩したヌクレオソームを形成すること、そしてH3mm18の発現が筋分化に重要な遺伝子の発現を制御することを明らかにしました。
緊張するとパフォーマンスが低下するのはなぜ? ~聴覚と運動を統合する機能の異常を発見~ 医療・健康

緊張するとパフォーマンスが低下するのはなぜ? ~聴覚と運動を統合する機能の異常を発見~

楽器演奏や外科手術などの卓越したスキルを持つエキスパートが、プレッシャーのかかる場面で、心理緊張やアガリに伴い、巧緻性が低下する仕組みは未解明だった。ピアノの音が鳴るタイミングを人為的に遅らせられるシステムを用いた実験により、心理緊張に伴う演奏時の聴覚と運動を統合する機能の異常を明らかにした。
感染やワクチンにおける免疫記憶に必須なB細胞シグナル因子を発見 医療・健康

感染やワクチンにおける免疫記憶に必須なB細胞シグナル因子を発見

感染症やワクチンで抗体をつくるB細胞が免疫を長期にわたって記憶するために必須の分子とそのメカニズムを解明しました。B細胞の抗体応答の抗原特異性や長期記憶を司る胚中心B細胞の形成において、細胞内シグナル分子である「TBK1」が必須であることをマラリア感染とワクチン免疫の動物モデルで証明しました。
発達障害の関連遺伝子の欠損で網膜・視覚機能が変化~発達障害において感覚の過敏や鈍麻が生じるメカニズムの解明に貢献~ 医療・健康

発達障害の関連遺伝子の欠損で網膜・視覚機能が変化~発達障害において感覚の過敏や鈍麻が生じるメカニズムの解明に貢献~

自閉スペクトラム症や学習障害をはじめとした発達障害に関連する遺伝子の欠損により、網膜・視覚機能が異常を示すことを明らかにしました。
「誰を見てどう動いたか」 理論とデータから推定できる機械学習技術を開発 生物環境工学

「誰を見てどう動いたか」 理論とデータから推定できる機械学習技術を開発

生物集団の移動軌跡から相互作用の規則、例えば「誰を見てどう動いたか」を理論とデータから推定できる機械学習技術を新たに開発しました。これまで概念的であった動物行動学の理論モデルに基づき、1つの機械学習モデルを用いて、多種の生物集団に柔軟に適用できる定量的な解析方法が開発されました。
消毒薬のウイルスに対する残留消毒効果の評価 有機化学・薬学

消毒薬のウイルスに対する残留消毒効果の評価

手指衛生に使用される消毒薬の残留消毒効果(塗布して乾燥した後も残存する消毒効果)を正確かつ客観的に評価することに成功し、新型コロナウイルスやインフルエンザウイルスなどのウイルスが生存しにくい皮膚表面を創出する方法を構築しました。
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