埼玉大学
脳末梢科学研究センター
Brain and Body System Science Institute (BBSSI), Saitama University

ー学内外の知を終結した、戦略的研究拠点ー

組織・構成

個人プロフィール

氏名 中井 淳一
所属部門 脳機能解析応用部門
役職 兼任教員 教授

略歴

1985 関西医科大学卒業
1985 - 1987 関西医科大学付属病院 内科勤務医
1991 京都大学医学部大学院生理系専攻修了(医学博士)
1991 - 1995 京都大学医学部医化学第2講座 助手
1995 - 2003 岡崎国立共同研究機構生理学研究所 助手
2003 - 2008 独立行政法人理化学研究所脳科学総合研究センター 副チームリーダー
2008 - 2009 独立行政法人理化学研究所脳科学総合研究センター 研究員
2009 - 2014 脳科学融合研究センター 教授
2009 - 2011 脳科学融合研究センター センター長
2014 - 現在 脳末梢科学研究センター センター長、教授

研究テーマ

(1) 神経回路機能の研究

我々の脳には多数の神経細胞があり、これらの神経細胞がネットワーク(神経回路)を作り、感覚器官から外界の情報を得て、処理し、行動を起こします。私達の研究室では、蛍光カルシウムセンサーを用いたイメージングにより、神経回路でどのように情報が処理されるのか、神経回路で神経細胞やグリア細胞がどのように働いているのか研究を行っています。

(2) 蛍光カルシウムセンサーの開発

我々はクラゲから発見された蛍光蛋白質(Green Fluorescent Protein, GFP)を用いて細胞内のカルシウムイオンを測定する蛍光センサーを開発しました。カルシウムイオンは細胞内のセカンドメッセンジャーといわれ、動物においては骨格筋や、心臓、血管や消化管の平滑筋の収縮、ホルモンの分泌、神経系の細胞の活動、細胞の増殖、分化など、ほとんどすべての細胞の主要な機能に関与しています。したがってカルシウムを測定することで細胞、特に神経系の細胞の活動を調べる事ができます。蛍光カルシウムセンサーをさらに良いものにする研究を行なっています。

(3) イメージング関連技術の開発

微弱な蛍光センサーからのシグナルを捉えて解析するためには優れた測定技術・イメージング技術が必要です。我々は脳研究の飛躍的な進展を目指して、レーザー顕微鏡などのイメージング関連の技術開発を行っています。

研究内容の図解

研究のキーワード

神経回路; 蛍光分子プローブ; カルシウム; G-CaMP; イメージング

これまでの主要な業績

  1. Muto A, Ohkura M, Abe G, Nakai J, Kawakami K: Real-time visualization of neuronal activity during perception. Current Biology 23, in press, 2013.
  2. Ohkura M, Sasaki T, Sadakari J, Gengyo-Ando K, Kagawa-Nagamura Y, Kobayashi C, Ikegaya Y, Nakai J: Genetically encoded green fluorescent Ca2+ indicators with improved detectability for neuronal Ca2+ signals. PLoS One 7, e51286, 2012.
  3. Yoshiba S, Shiratori H, Kuo IY, Kawasumi A, Shinohara K, Nonaka S, Asai Y, Sasaki G, Belo JA, Sasaki H, Nakai J, Dworniczak B, Ehrlich B, Pennekamp P, Hamada H: Cilia at the node of mouse embryos sense fluid flow for left-right determination via Pkd2. Science 338, 226-231, 2012.
  4. Ohkura M, Sasaki T, Kobayashi C, Ikegaya Y, Nakai J: An improved genetically encoded red fluorescent Ca2+ indicator for optically evoked action potentials. PLoS One 7, e39933, 2012.
  5. Kawabata I, Kashiwagi Y, Obashi K, Ohkura M, Nakai J, Wynshaw-Boris A, Yanagawa Y, Okabe S: LIS1-dependent retrograde translocation of excitatory synapses in developing interneuron dendrites. Nat Commun 3:722 doi: 10.1038/ncomms1736, 2012.
  6. Muto A, Ohkura M, Kotani T, Higashijima S-I, Nakai J, Kawakami K: Genetic visualization with an improved GCaMP reveals spatiotemporal activation of the spinal motor neurons in zebrafish. Proc Natl Acad Sci USA 108, 5425-5430, 2011.
  7. Hoogland TM, Kuhn B, Gobel W, Huang W, Nakai J, Helmchen F, Flint H, Wang S S-H: Radially expanding transglial calcium waves in the intact cerebellum. Proc Natl Acad Sci USA 106, 3496-3501, 2009.
  8. He J, Ma L, Kim S, Nakai J, Yu CR: Encoding gender and individual information in the mouse vomeronasal organ. Science 320, 535-538, 2008.
  9. Lee MY, Song H, Nakai J, Ohkura M, Kotlikoff MI, Kinsey SP, Golovina VA, Blaustein MP: Local subplasma membrane Ca2+ signals detected by a tethered Ca2+ sensor. Proc Natl Acad Sci USA 103, 13232-13237, 2006.
  10. Tallini YN, Ohkura M, Choi B-R, Ji J, Imoto K, Doran R, Lee J, Plan P, Wilson J, Xin H-B, Sanbe A, Gulick J, Mathai J, Robbins J, Salama G, Nakai J, Kotlikoff MI: Imaging cellular signals in the heart in vivo: Cardiac expression of the high signal Ca2+ indicator G-CaMP2. Proc Natl Acad Sci USA 103, 4753-4758, 2006.
  11. Ohkura M, Matsuzaki M, Kasai H, Imoto K, Nakai J: A genetically encoded bright Ca2+ probe applicable for dynamic Ca2+ imaging of dendritic spines. Anal Chem 77, 5861-5869, 2005.
  12. Nakai J, Ohkura M, Imoto K: A high signal-to-noise Ca2+ probe composed of a single green fluorescent protein. Nat Biotechnol 19, 137-141, 2001.
  13. Nakai J, Dirksen RT, Nguyen HT, Pessah IN, Beam KG, Allen PD: Enhanced dihydropyridine receptor channel activity in the presence of ryanodine receptor. Nature 380, 72-75, 1996.
  14. 大倉正道, 貞苅純子, 中井淳一: タンパク質でできた高性能な蛍光カルシウムセンサー. ケミカルエンジニヤリング 特集「生命環境科学技術の新展開」 57, 38-43, 2012.
  15. 大倉正道, 中井淳一: 新しい蛍光Ca2+センサーG-CaMPを用いた生体Ca2+画像化. 生体の科学 61, 86-92, 2010.
  16. 中井淳一: 蛋白質でできた蛍光分子センサー. ケミカルエンジニヤリング 特集「革新的センシング技術」 52, 36-41, 2007.