蛍光生体イメージ / 研究課題（根本知己）

研究課題名：生体深部の可視化と操作が同時に可能な個体用 in vivo 2光子顕微鏡の開発と応用

研究代表者（所属）：根本知己（北海道大学電子科学研究所電子計測制御部門生体物理研究分野・教授）

研究内容

　非線形光学過程である多光子励起過程を用いた顕微鏡法（多光子顕微鏡、2光子顕微鏡、2光子励起レーザー顕微鏡）の生命科学への応用に取り組み、先導してきました。最近では、世界で最も優れた性能の2光子顕微鏡システムを構築することに成功し、光固有の高い空間分解能を損なうことなく、世界で最も深い生体組織中の断層蛍光イメージが取得できる方法論を完成させました。私たちは、超短光パルスレーザー、遺伝子工学、電気生理学、光機能分子など多岐にわたる科学、技術を活用し、生きた個体，生体組織での、「光による観察」と「光による操作」を同時に実現する新しい生命機能のイメージング法を展開させることを目標としてきました。
　私たちの生命科学における研究使命は、欠くことのできない身体の機能と細胞機能、そして細胞機能と生体分子機能との間に横たわる機能的な階層性を解明することにあると考えています。そのためには、生体組織の機能が、それを構成する下部構造の要素である生体分子や細胞群のどのような時間的空間的な相互作用によって実現されているか、それを明らかにすることが重要だと考えています。私たちは、この考え方に基づき、シナプスや分泌腺細胞の分泌機能＝開口放出・溶液輸送の分子機構について「逐次開口放出」など新概念の提出に成功しました。この新学術領域の研究により、新たな個体レベルの細胞生理学「光・細胞生物学」を生み出すことを期待しています。

代表的論文3編

Sequential Replenishment Mechanism of Exocytosis in Pancreatic Acini.
Nemoto, T., Kimura, R., Ito, K., Tachikawa, A., Miyashita, Y., Iino, M., and Kasai, H.
Nat Cell Biol, 3, 253-258, (2001)

Vacuolar sequential exocytosis of large dense-core vesicles in adrenal medulla.
Kishimoto, T., Kimura, R., Liu, T.T, Nemoto, T., Takahashi, N., and *Kasai, H.
EMBO J, 25, 673-682, (2006)

An ultramarine fluorescent protein with high photostability and pH insensitivity.
Tomosugi, W., Matsuda, T., Tani, T., Kotera, I., Saito, K., Horikagwa, K., Nemoto, T., and *Nagai, T.
Nature Methods, 6, 351-353, (2009)