脳科学辞典

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Förster共鳴エネルギー移動 (ソースを閲覧)

2013年11月8日 (金) 01:01時点における版

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英：Förster resonance energy transfer　英略称：FRET　独：Förster-Resonanzenergietransfer　仏：transfert d'énergie entre molécules fluorescentes   
英：[[Förster]] resonance energy transfer　英略称：FRET　独：Förster-Resonanzenergietransfer　仏：transfert d'énergie entre molécules fluorescentes   


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　ここで&tau;'<sub>D</sub>と&tau;<sub>D</sub>はそれぞれ、アクセプターが存在する場合と存在しない場合でのドナー蛍光寿命である。つまり、FRETが起きると、蛍光寿命が減少する(図4)。
　ここで&tau;'<sub>D</sub>と&tau;<sub>D</sub>はそれぞれ、アクセプターが存在する場合と存在しない場合でのドナー蛍光寿命である。つまり、FRETが起きると、蛍光寿命が減少する(図4)。


　蛍光寿命は、GFPは2.5nsec、YFPでは2.9nsec、mCherryでは1.5nsec程度の値を取る。蛍光寿命プローブとしてはドナーとしてmGFP、アクセプターとしてmRFPもしくはmCherryが用いられる。アクセプターの蛍光は必要ないため、FRETのアクセプターとなるが蛍光を発しないREACh, darkVenus, superREAChなども用いられる。同じ理由により、蛍光寿命は、蛍光強度比測定法に比べて、蛍光の漏れ込み、アクセプターとの局在の違いなどによって生じる疑似陽性を回避できる。
　蛍光寿命は、[[GFP]]は2.5nsec、YFPでは2.9nsec、mCherryでは1.5nsec程度の値を取る。蛍光寿命プローブとしてはドナーとしてmGFP、アクセプターとしてmRFPもしくはmCherryが用いられる。アクセプターの蛍光は必要ないため、FRETのアクセプターとなるが蛍光を発しないREACh, darkVenus, superREAChなども用いられる。同じ理由により、蛍光寿命は、蛍光強度比測定法に比べて、蛍光の漏れ込み、アクセプターとの局在の違いなどによって生じる疑似陽性を回避できる。


　蛍光寿命の変化を測定する方法は２つある。
　蛍光寿命の変化を測定する方法は２つある。
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====タンパク質結合に伴う構造変化を基にしたFRETプローブ====
====タンパク質結合に伴う構造変化を基にしたFRETプローブ====
　ある種のタンパク質は活性化、非活性化に伴い、下流のタンパク質と結合する。このような相互作用を利用してタンパク質の活性化、非活性化を測定することができる。例えば[[カルシウム]]FRETプローブ、カメレオンはこの原理を利用している<ref><pubmed>9278050</pubmed></ref>。 また、低分子Gタンパク質の活性化プローブは、低分子Gタンパク質、シグナル伝達下流の結合タンパク質の結合ドメインをドナーとアクセプターで挟んだ形状をしている。低分子Gタンパク質がGDPからGTP結合型になり活性化すると、結合ドメインと相互作用をしFRETが生じる<ref><pubmed>16429133</pubmed></ref>。  
　ある種のタンパク質は活性化、非活性化に伴い、下流のタンパク質と結合する。このような相互作用を利用してタンパク質の活性化、非活性化を測定することができる。例えば[[カルシウム]]FRETプローブ、カメレオンはこの原理を利用している<ref><pubmed>9278050</pubmed></ref>。 また、[[低分子Gタンパク質]]の活性化プローブは、低分子Gタンパク質、シグナル伝達下流の結合タンパク質の結合ドメインをドナーとアクセプターで挟んだ形状をしている。低分子Gタンパク質が[[GDP]]から[[GTP]]結合型になり活性化すると、結合ドメインと相互作用をしFRETが生じる<ref><pubmed>16429133</pubmed></ref>。  
   
   
====共有結合修飾によって生じる構造変化を測定するプローブ====
====共有結合修飾によって生じる構造変化を測定するプローブ====
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====生体膜上の小分子を測定するFRETプローブ====
====生体膜上の小分子を測定するFRETプローブ====
　このプローブは、主に、[[wikipedia:ja:脂質|脂質]]分子に応用されてきた。ドナー、脂質結合ドメイン、アクセプターが堅いヘリックス構造で連結され、グリシングリシン配列をその途中に導入することで、そこを中心に一方の蛍光タンパク質が回転することができる。膜結合ドメインを用いて、プローブを結合させる。脂質分子が増えた際に、脂質結合ドメインが脂質分子を認識し、構造変化が起き、ドナートアクセプターの距離が縮まりFRETが生じる。ジアシルグリセロール<ref><pubmed>16990811</pubmed></ref>、イノシトールリン脂質群<ref><pubmed>14528311</pubmed></ref><ref><pubmed>18685081</pubmed></ref><ref><pubmed>18685081</pubmed></ref><ref><pubmed>18685081</pubmed></ref>を測定するために用いられている。
　このプローブは、主に、[[wikipedia:ja:脂質|脂質]]分子に応用されてきた。ドナー、脂質結合ドメイン、アクセプターが堅いヘリックス構造で連結され、[[グリシン]]グリシン配列をその途中に導入することで、そこを中心に一方の蛍光タンパク質が回転することができる。膜結合ドメインを用いて、プローブを結合させる。脂質分子が増えた際に、脂質結合ドメインが脂質分子を認識し、構造変化が起き、ドナートアクセプターの距離が縮まりFRETが生じる。ジアシルグリセロール<ref><pubmed>16990811</pubmed></ref>、イノシトールリン脂質群<ref><pubmed>14528311</pubmed></ref><ref><pubmed>18685081</pubmed></ref><ref><pubmed>18685081</pubmed></ref><ref><pubmed>18685081</pubmed></ref>を測定するために用いられている。
{| class="wikitable"
|+ 表1．
|-
| 分類||対象||プローブ名||年||プローブデザイン||参考文献
|-
|rowspan="21" | 生体内小分子|| [[カルシウム]] ||Cameleon|| 1997 || 3-2 || <ref><pubmed>9278050</pubmed></ref>
|-
|[[サイクリックGMP]] ([[cGMP]]) ||CGY, Cygnet, pGES-DE2, cGi|| 2000, 2001, 2006 || 3-1 || <ref><pubmed>11140757</pubmed></ref><ref><pubmed>11226257</pubmed></ref><ref><pubmed>16369548</pubmed></ref><ref><pubmed>23801067</pubmed></ref> 
|-
|[[サイクリックAMP]] ([[cAMP]]) ||Epac|| 2000,2004 || 2, 3-1 || <ref><pubmed>11872839</pubmed></ref><ref><pubmed> 15231839</pubmed></ref>
|-
|[[イノシトール3リン酸]] ([[IP3|IP<sub>3</sub>]]) ||LIBRA, Fretino, FIRE|| 2004, 2005, 2006 || 3-1 || <ref><pubmed>15272011</pubmed></ref><ref><pubmed> 16053285</pubmed></ref><ref><pubmed> 16754959</pubmed></ref>
|-
|[[一酸化窒素]] ([[NO]]) ||NOA-1, Piccell|| 2005, 2006 || 3-1 || <ref><pubmed>16176986</pubmed></ref><ref><pubmed> 17165805</pubmed></ref>
|-
|[[アデノシン3リン酸]] ([[ATP]]) ||A Team 1.03-nD/nA|| 2012 || 3-1 || <ref><pubmed>19720993</pubmed></ref>
|-
|[[エストロゲン]] ||SCCoR|| 2004 || 3-3 || <ref><pubmed>15080726</pubmed></ref>
|-
|[[アンドロゲン]] ||Ficaro|| 2006 || 3-3 || <ref><pubmed>16555356</pubmed></ref>
|-
|[[グルココルチコイド受容体]]リガンド ||GLUCOCOR|| 2007 || 3-3 || <ref><pubmed>15163683</pubmed></ref><ref><pubmed>17897691</pubmed></ref>
|-
|[[神経成長因子]] ||ECaus|| 2008 || 3-3 || <ref><pubmed>18510313</pubmed></ref>
|-
|[[核内受容体]] ||conpro|| 2007 || 3-2 || <ref><pubmed>17387660</pubmed></ref>
|-
|[[O-N-アセチルグルコサミン]] ([[O-GlcNAc]]) || || 2006 || 3-3 || <ref><pubmed>17105262</pubmed></ref>
|-
|[[ビタミンA]] ([[レチノイン酸]]) ||GEPRAS|| 2013 || 3-1 || <ref><pubmed>23563268</pubmed></ref>
|-
|[[wj:モリブデン酸|モリブデン酸]] ||MolyProbe|| 2013 || 3-1 || <ref><pubmed>23472155</pubmed></ref>
|-
|[[グルタミン酸]] ||FLIPE|| 2005 || 3-1 || <ref><pubmed>15939876</pubmed></ref>
|-
|[[wj:亜鉛|Zn<sup>2+</sup>]] ||eCALWY-1|| 2009 || 2 || <ref><pubmed>19718032</pubmed></ref>
|-
|[[wj:塩素|Cl<sup>-</sup>]] ||Clomeleon|| 2000 || other || <ref><pubmed>11055428</pubmed></ref>
|-
|[[wj:水素イオン濃度|水素イオン濃度]] (pH) ||GFpH, YFpH|| 2001 || other || <ref><pubmed>11716495</pubmed></ref>
|-
|[[wj:グルコース|グルコース]] ||FLIPglu|| 2003 || 3-1 || <ref><pubmed>12649277</pubmed></ref>
|-
|[[wj:マルトース|マルトース]]||FLIPmal|| 2002 || 3-1 || <ref><pubmed>12097642</pubmed></ref>
|-
|[[wj:リボース|リボース]]||FLIPrib|| 2003 || 3-1 || <ref><pubmed>14550551</pubmed></ref>
|-
|rowspan="25" | タンパク質リン酸化酵素 || [[カルシウム/カルモジュリン依存性タンパク質リン酸化酵素II]] ([[CaMKII]]) ||Camui α, green-Camui α, Camk2a reporter|| 2005, 2009, 2011, 2013 || 3-1 || <ref><pubmed>15788767</pubmed></ref><ref><pubmed> 19295602</pubmed></ref><ref name=ref23602566><pubmed> 23602566</pubmed></ref><ref name=ref21506563><pubmed> 21506563</pubmed></ref>
|-
| [[Src]] ||Srcus|| 2005, 2005, 2007 || 3-3 || <ref name=ref11752449><pubmed>11752449</pubmed></ref><ref><pubmed> 15846350</pubmed></ref><ref><pubmed> 17284441</pubmed></ref>
|-
| [[Ca2+／リン脂質依存性タンパク質リン酸化酵素|Ca<sup>2+</sup>／リン脂質依存性タンパク質リン酸化酵素]] ([[Cキナーゼ]], [[プロテインキナーゼC]], [[PKC]]) ||CKAR, CY-PKCdelta|| 2003, 2005 || 3-3, 3-1 || <ref><pubmed>12782683</pubmed></ref><ref><pubmed> 15611119</pubmed></ref>
|-
| [[タンパク質リン酸化酵素D]] ([[Dキナーゼ]], [[プロテインキナーゼD]], [[PKD]]) ||DKAR|| 2007 || 3-3 || <ref><pubmed>17189263</pubmed></ref>
|-
| [[cAMP依存性タンパク質リン酸化酵素]] ([[Aキナーゼ]], [[プロテインキナーゼA]], [[PKA]]) ||ART, AKAR|| 2000, 2001 || 3-3 || <ref><pubmed>10700148</pubmed></ref><ref><pubmed>11752448</pubmed></ref>
|-
| [[Abl]] ||Picchu|| 2001 || 3-3 || <ref name=ref11752449 />
|-
| [[Bcr]]-Abl ||Bcr-Abl activity sensor||2010 || 3-3 || <ref><pubmed>20817824</pubmed></ref>
|-
| [[c-Raf]] ||Prin-cRaf|| 2005 || 3-1 || <ref><pubmed>15711535</pubmed></ref>
|-
| [[P21 protein-activated kinase 1]] ([[PAK1]]) ||Pakabi|| 2009 || 3-1 || <ref><pubmed>19574218</pubmed></ref>
|-
| [[B-raf]] ||Prin-Braf|| 2006 || 3-1 || <ref><pubmed>16858395</pubmed></ref>
|-
| [[Zeta-chain-associated protein kinase 70]] ([[ZAP-70]]) ||ROZA|| 2008 || 3-3 || <ref><pubmed>18231606</pubmed></ref>
|-
| [[Akt]] ||Aktus, BKAR, Akind|| 2003, 2005, 2007 || 3-3 || <ref><pubmed>12773546</pubmed></ref><ref><pubmed> 15583002</pubmed></ref><ref name=ref17407381><pubmed> 17407381</pubmed></ref>
|-
| [[細胞外シグナル調節キナーゼ]] ([[Extracellular signal-regulated kinases]], [[ERK]]) ||Miu2, Erkus, EKAR|| 2006, 2007, 2008 || 3-1,3-3,3-3 || <ref><pubmed>16418172</pubmed></ref><ref><pubmed> 17261026</pubmed></ref><ref><pubmed> 19033456</pubmed></ref>
|-
| [[インシュリン受容体]] ||Phocus|| 2002 || 3-3 || <ref><pubmed>11875431</pubmed></ref>
|-
| [[上皮成長因子受容体]] ([[EGFR]]) || ||2001 || 3-3 || <ref name=ref11752449 />
|-
| [[Ataxia telangiectasia mutated]] ([[ATM]]) || || 2007 || 3-3 || <ref><pubmed>17428747</pubmed></ref>
|-
|[[オーロラBキナーゼ]] || || 2008 || 3-3 || <ref><pubmed>18463638</pubmed></ref>
|-
| [[サイクリンB1]]-[[サイクリン依存性キナーゼ1]] || || 2010 || 3-3 || <ref><pubmed>20412769</pubmed></ref>
|-
| [[ミオシン軽鎖キナーゼ]] ||MLCK-FIP || 2002 || 3-1 || <ref><pubmed>11815633</pubmed></ref>
|-
| [[c-Jun N端末キナーゼ]] ([[JNK]]) ||JNKAR1, JUNKAR1EV || 2010, 2011 || 3-3 || <ref><pubmed>20212108</pubmed></ref><ref name=ref21976697><pubmed> 21976697</pubmed></ref>
|-
| [[リボソームS6キナーゼ]] ([[RSK]], [[S6K]]) ||Eevee-RSK, Eevee-S6K|| 2011 || 3-3 || <ref name=ref21976697></ref>
|-
| [[接着斑キナーゼ]] ([[Focal Adhesion Kinase]], [[FAK]]) ||CYFAK413, FERM-sensor|| 2008, 2009 || 2, 3-1 || <ref><pubmed>17967873</pubmed></ref><ref><pubmed> 19208768</pubmed></ref>
|-
| [[Polo様キナーゼ1]] ([[polo-like kinase1]], [[PLK1]]) || || 2008 || 3-3 || <ref><pubmed>18615013</pubmed></ref>
|-
| [[ストレス活性化プロテインキナーゼ3]] ([[Stress-Activated Protein Kinase Kinase Kinase]], [[stress-activated protein kinase 3]], [[SAP3K]]) || || 2009 || 3-3 || <ref><pubmed>19737916</pubmed></ref>
|-
| [[細胞死関連タンパク質キナーゼ]] ([[death associated protein kinase 1]], [[DAPK1]]) ||DAPK1(334)-F40|| 2011 || 3-1 || <ref name=ref21506563 />
|-
| [[ホスファターゼ]] || [[カルシニューリン]] ||CaNAR1|| 2008, 2013 || 3-1 || <ref name=ref23602566 /><ref><pubmed> 18493642</pubmed></ref>
|-
|rowspan="8" | [[低分子量Gタンパク質]] || [[Ras]] ||Raichu-Ras, Fras|| 2001, 2006 || 3-2,2 || <ref><pubmed>16429133</pubmed></ref><ref name=ref11429608><pubmed> 11429608</pubmed></ref>
|-
| [[Rap]] ||Raichu-Rap|| 2001 || 3-2 || <ref name=ref11429608></ref>
|-
| [[Rac]] ||Raichu-[[Rac1]]|| 2004 || 3-2 || <ref name=ref14570905><pubmed>14570905</pubmed></ref>
|-
| [[Rab5]] ||Raichu-Rab5|| 2008 || 3-2 || <ref><pubmed>18385674</pubmed></ref>
|-
| [[Rho]] ||Raichu-RhoA|| 2003, 2011 || 3-2, 2 || <ref name=ref21423166><pubmed>21423166</pubmed></ref><ref><pubmed> 12860967</pubmed></ref>
|-
| [[Cdc42]] ||Raichu-cdc42|| 2004, 2011 || 3-2, 2 || <ref name=ref14570905 /><ref name=ref21423166 />
|-
| [[Ral]] ||Raichu-Ral|| 2004 || 3-3 || <ref><pubmed>15034142</pubmed></ref>
|-
| [[TC10]] ||Raichu-TC10|| 2006 || 3-2 || <ref><pubmed>16950130</pubmed></ref>
|-
|rowspan="6" | [[シグナル伝達]] || [[RCC1]] ([[Ran]]に対する[[GDP, GTP交換因子]]) ||CFP-RCC1-YFP|| 2008 || 3-1 || <ref><pubmed>18762580</pubmed></ref>
|-
| [[CrkII]][[リン酸化]] ||Picchu|| 2001 || 3-1 || <ref><pubmed>11406630</pubmed></ref>
|-
| [[Wiskott-Aldrich syndrome-like]] ([[WASL]], [[neuronal Wiskott–Aldrich syndrome protein]], [[N-WASP]]) ||Stinger|| 2004 || 3-1 || <ref><pubmed>15084285</pubmed></ref><ref><pubmed> 14732696</pubmed></ref>
|-
| [[アドレナリン受容体]] ||α<sub>2A</sub>[[AR]]-cam|| 2003 || 3-1 || <ref name=ref12808462><pubmed>12808462</pubmed></ref>
|-
| [[副甲状腺ホルモン受容体]] ||PTHR-cam|| 2003 || 3-1 || <ref name=ref12808462 />
|-
| [[細胞膜]][[カルシウムポンプ]] ||BFP-PMCA-GFP|| 2007 || 3-1 || <ref><pubmed>17901055</pubmed></ref>
|-
| [[アセチル化]] || [[ヒストン]]アセチル化 ||Histac|| 2004, 2009 || 3-3 || <ref><pubmed>15137760</pubmed></ref><ref><pubmed> 19805290</pubmed></ref>
|-
|rowspan="6" | [[脂質]] || [[ホスファチジルイノシトール-3,4,5-三リン酸]] ([[PIP3|PIP<sub>3</sub>]]) ||Fllip, FLIMPA|| 2003 || 3-4 || <ref><pubmed>14528311</pubmed></ref>
|-
| [[ホスファチジルイノシトール-4,5-二リン酸]] ([[PIP2|PI(4,5)P<sub>2</sub>]]) ||Pippi-PI(4,5)P<sub>2</sub>|| 2008 || 3-4 || <ref name=ref18685081><pubmed>18685081</pubmed></ref>
|-
| [[ホスファチジルイノシトール-3,4-二リン酸]] ([[PI(3,4)P2|PI(3,4)P<sub>2</sub>]]) ||Pippi-PI(3,4)P<sub>2</sub>|| 2008 || 3-4 || <ref name=ref18685081 />
|-
| [[ホスファチジルイノシトール-4-リン酸]] ([[PI4P|PI4P]]) ||Pippi-PI(4)P|| 2008 || 3-4 || <ref name=ref18685081 />
|-
| [[ホスファチジン酸]] ||Pii|| 2010 || 3-4 || <ref><pubmed>20826779</pubmed></ref>
|-
| [[ジアシルグリセロール]] (DAG) ||Daglas, DIGDA|| 2006, 2008 || 3-4 || <ref name=ref18685081 /><ref><pubmed> 16990811</pubmed></ref>
|-
|rowspan="6" | タンパク質相互作用 || [[アクチン]] || ||2004, 2008 || 2 || <ref><pubmed>15361876</pubmed></ref><ref><pubmed> 18512154</pubmed></ref>
|-
| [[3-ホスホイノシチド依存性プロテインキナーゼ1]]（[[phosphoinositide-dependent protein kinase 1]], [[PDK1]])-[[タンパク質キナーゼB]] ([[protein kinase B]], [[PKB]], [[Akt]])相互作用 || ||2007 || 2 || <ref name=ref17407381 />
|-
| [[蛋白質チロシン脱リン酸化酵素1B]] ([[protein tyrosine phosphatase 1B]], [[PTP 1B]])-[[受容体型チロシンキナーゼ]] ([[receptor tyrosine kinase]]s, [[RTK]]s)相互作用 || || 2002 || 2 || <ref><pubmed>11872838</pubmed></ref>
|-
| [[乳癌耐性タンパク質]] ([[breast cancer resistance protein]], [[BCRP]])/[[ATP結合カセット輸送体]] ([[ATP-binding cassette sub-family G member]], [[ABCG]])相互作用 || ||2010 || 2 || <ref><pubmed>20622991</pubmed></ref>
|-
| [[コフィリン]]-[[アクチン]]相互作用 || ||2008 || 2 || <ref><pubmed>17993279</pubmed></ref>
|-
| [[第10染色体ホスファターゼ・テンシン・ホモログ]] ([[Phosphatase and tensin homolog deleted from chromosome 10]], [[PTEN]])-[[ミオシンV]]相互作用 || ||2009 || 2 || <ref><pubmed>19767745</pubmed></ref>
|-
|rowspan="8" | [[プロテアーゼ]] || [[カスパーゼ-3]] ||EGFP-DEVD-EBFP|| 1998 || 1 || <ref><pubmed>9518501</pubmed></ref>
|-
| [[カスパーゼ-8]] ||CFP-c3-YFP-c6-mRFP|| 2002 || 1 || <ref><pubmed>12409609</pubmed></ref>
|-
| [[カスパーゼ-9]] ||SCAT9|| 2011 || 1 || <ref><pubmed>21637712</pubmed></ref>
|-
| [[カスパーゼ-7]] ||VDEVDc|| 2006 || 1 || <ref><pubmed>17946841</pubmed></ref>
|-
| [[マトリックスメタロプロテアーゼ]] ([[MMP]]) ||YFP-MSS-CFP<sup>display</sup>, MTI-MMP-FRET biosensor|| 2007, 2008 || 1 || <ref><pubmed>17187878</pubmed></ref><ref><pubmed> 18441011</pubmed></ref>
|-
| [[wj:第Xa因子|第Xa因子]] || ||1996 || 1 || <ref><pubmed>8707050</pubmed></ref>
|-
|[[カルパイン]]活性||pYSCS|| 2000 || 1 || <ref><pubmed>10688895</pubmed></ref>
|-
| [[プレセニリン]] ||GFP-PSI-RFP|| 2009 || 3-1 || <ref><pubmed>19924286</pubmed></ref>
|-
|rowspan="5" | その他 ||細胞膜張力センサー ||stFRET|| 2008 || 3-1 || <ref><pubmed>18479457</pubmed></ref>
|-
| [[膜電位]] ||VSFP, Mermaid, ArcLight, VSFP-Butterfly|| 2001, 2008, 2012 || 3-1 || <ref><pubmed>11454036</pubmed></ref><ref><pubmed> 18622396</pubmed></ref><ref><pubmed> 22958819</pubmed></ref><ref><pubmed> 23868559</pubmed></ref>
|-
| [[ミオシンII]] ||GSldCB|| 1998, 2006 || 3-1 || <ref><pubmed>9845076</pubmed></ref><ref><pubmed> 16939200</pubmed></ref>
|-
| [[wj:ヒト免疫不全ウイルス|ヒト免疫不全ウイルス]]Revタンパク質 ||YRGnC-11ad|| 2005 || 3-1 || <ref><pubmed>16013840</pubmed></ref>
|-
|| [[wj:酸化還元|酸化還元]] ||Redoxfluor, Gaskins|| 2010, 2011 || 3-1 || <ref><pubmed>20498274</pubmed></ref><ref><pubmed> 21606117</pubmed></ref>
|}
 
The numbers in the Probe Design column correspond to the section number in the “Strategies of probe design” chapter of the main text. See the webpage by Dr. Michiyuki Matsuda http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/labs/fret/e-phogemon/unifret.htm for updated information.


== 神経科学分野への応用  ==
== 神経科学分野への応用  ==
　1992年、GFPのクローニングにより<ref><pubmed>1347277</pubmed></ref>、生きた細胞において、細胞内のオルガネラ、タンパク質などの蛍光標識が容易になった。青色蛍光タンパク質CFP、YFPなどの色彩変異体の開発も進み、FRETプローブを作製する土壌ができあがった。
　1997年、宮脇、Tsienらによって、CFPおよびYFPを利用した、[[Calcium]] indicator, Cameleonが開発され<ref><pubmed>9278050</pubmed></ref>、さらに、cAMP<ref><pubmed>10620803</pubmed></ref>, cGMP<ref><pubmed>11140757</pubmed></ref>, リン酸化<ref><pubmed>11752449</pubmed></ref>を初めとした主要な細胞内シグナル伝達分子のFRETプローブが次々と作製され、分子のリアルタイムな活性および局在のの活性の解明に大きく貢献した。


　1997年、宮脇、Tsienらによって、CFPおよびYFPを利用した、Calcium indicator, Cameleonが開発され<ref><pubmed>9278050</pubmed></ref>、さらに、cAMP<ref><pubmed>10620803</pubmed></ref>, cGMP<ref><pubmed>11140757</pubmed></ref>, リン酸化<ref><pubmed>11752449</pubmed></ref>を初めとした主要な細胞内シグナル伝達分子のFRETプローブが次々と作製され、分子のリアルタイムな活性および局在のの活性の解明に大きく貢献した。
　[[脳神経]]分野においては、林らが、2000年初期に記憶の形成に必須なシグナル分子、[[カルシウムカルモデュリンキナーゼII]] (CaMKII)の活性化を評価するためのFRETプローブ開発し分散培養系にてCaMkIIの可視化に成功した<ref><pubmed>15788767</pubmed></ref>。1990年代後半、Svobodaらによって、2光子顕微鏡が脳神経科学に導入され、神経回路ネットワークを保持したスライスおよび個体の生きた脳の神経活動を観察可能になった。林らは、神経細胞の連結部位、シナプスの[[シナプス後膜]]（[[スパイン]]）において、その形態を制御するactinの重合を可視化するためのFRETプローブを開発した<ref><pubmed>15361876</pubmed></ref>。一方、脳のスライスにおいては、波長依存的な蛍光の吸収が生じるため、ドナーとアクセプターの2波長を測定する蛍光強度比を測定するよりも、蛍光の散乱、吸収によって変化しない蛍光寿命測定法が導入された。安田、Svobodaらは、蛍光寿命測定を基に、スパインの構造的変化を誘導する低分子量Gタンパク質（[[Ras]]、[[cdc42]]、[[RhoA]]）などのシグナル伝達分子の活性化の変化を観察することに成功している<ref><pubmed>19295602</pubmed></ref><ref><pubmed>18556515</pubmed></ref><ref><pubmed>21423166</pubmed></ref>。


　脳神経分野においては、林らが、2000年初期に記憶の形成に必須なシグナル分子、[[カルシウムカルモデュリンキナーゼII]] (CaMKII)の活性化を評価するためのFRETプローブ開発し分散培養系にてCaMkIIの可視化に成功した<ref><pubmed>15788767</pubmed></ref>。1990年代後半、Svobodaらによって、2光子顕微鏡が脳神経科学に導入され、神経回路ネットワークを保持したスライスおよび個体の生きた脳の神経活動を観察可能になった。林らは、神経細胞の連結部位、シナプスの[[シナプス後膜]]（[[スパイン]]）において、その形態を制御するactinの重合を可視化するためのFRETプローブを開発した<ref><pubmed>15361876</pubmed></ref>。一方、脳のスライスにおいては、波長依存的な蛍光の吸収が生じるため、ドナーとアクセプターの2波長を測定する蛍光強度比を測定するよりも、蛍光の散乱、吸収によって変化しない蛍光寿命測定法が導入された。安田、Svobodaらは、蛍光寿命測定を基に、スパインの構造的変化を誘導する低分子量Gタンパク質（[[Ras]]、[[cdc42]]、[[RhoA]]）などのシグナル伝達分子の活性化の変化を観察することに成功している<ref><pubmed>19295602</pubmed></ref><ref><pubmed>18556515</pubmed></ref><ref><pubmed>21423166</pubmed></ref>。
　個体においてもFRET測定法が導入されている。神経回路ネットワークにおける[[シナプス]]の役割を解明する目的で、[[フェレット]]の[[大脳皮質]][[視覚野]]にCaMKIIプローブを発現し、[[片眼剥奪]]によって、神経回路ネットワークに変化を起こした時のCaMKIIの活性化の変化を観測している<ref><pubmed>22160721</pubmed></ref>。また、神経活動をモニターする目的で、Knöpfelらは、膜電位プローブを開発しマウスのヒゲ刺激の入力先である[[体性感覚野]][[barrel cortex]]での入力特異的な神経の活性化を観察している<ref><pubmed>20622860</pubmed></ref>。
 
　個体においてもFRET測定法が導入されている。神経回路ネットワークにおけるシナプスの役割を解明する目的で、[[フェレット]]の[[大脳皮質]][[視覚野]]にCaMKIIプローブを発現し、[[片眼剥奪]]によって、神経回路ネットワークに変化を起こした時のCaMKIIの活性化の変化を観測している<ref><pubmed>22160721</pubmed></ref>。また、神経活動をモニターする目的で、Knöpfelらは、膜電位プローブを開発しマウスのヒゲ刺激の入力先である[[体性感覚野]][[barrel cortex]]での入力特異的な神経の活性化を観察している<ref><pubmed>20622860</pubmed></ref>。


　病態との関係では、神経細胞内のカルシウム濃度を測定するために、[[オレゴングリーン]]の蛍光寿命の変化から、カルシウム濃度を測定し、アストロサイトでのカルシウム濃度が、アルツハイマー様マウスと正常マウスで違うことが報告されている<ref><pubmed>19251629</pubmed></ref>。
　病態との関係では、神経細胞内のカルシウム濃度を測定するために、[[オレゴングリーン]]の蛍光寿命の変化から、カルシウム濃度を測定し、アストロサイトでのカルシウム濃度が、アルツハイマー様マウスと正常マウスで違うことが報告されている<ref><pubmed>19251629</pubmed></ref>。
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*[http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/labs/fret/e-phogemon/index.htm] 表の元となった、FRETセンサーの一覧。松田道行による。
*[http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/labs/fret/e-phogemon/index.htm] 表の元となった、FRETセンサーの一覧。松田道行による。
*[[wj:蛍光共鳴エネルギー移動|Wikipedia日本語版]]　本文でも一部再利用している。


== 参考文献  ==
== 参考文献  ==
<references />
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