초록 ▼

1. 다광자 공초점 현미경 기반의 실시간 신경세포 이미징 시스템 구축
- 최신 다광자 공초점 현미경을 도입하여 이를 기반으로 함
- 최적화된 배양 유닛을 개발하여 국제적인 수준의 신경세포 이미징 시스템을 구축
- 세포소기관 및 신경세포 미세구조 수준의 해상도 확보
- 48시간 이상의 안정적인 장기 배양 및 이미징 조건 확립
2. 신경세포 및 뇌절편 배양 모델 구축 및 배양 조건의 최적화
- 시스템에 최적화된 다양한 종류의 생물학적 시료 배양 및 조작 기술 구축
- 신경세포 배양 모델을 기반으로

1. 다광자 공초점 현미경 기반의 실시간 신경세포 이미징 시스템 구축
- 최신 다광자 공초점 현미경을 도입하여 이를 기반으로 함
- 최적화된 배양 유닛을 개발하여 국제적인 수준의 신경세포 이미징 시스템을 구축
- 세포소기관 및 신경세포 미세구조 수준의 해상도 확보
- 48시간 이상의 안정적인 장기 배양 및 이미징 조건 확립
2. 신경세포 및 뇌절편 배양 모델 구축 및 배양 조건의 최적화
- 시스템에 최적화된 다양한 종류의 생물학적 시료 배양 및 조작 기술 구축
- 신경세포 배양 모델을 기반으로 최적화한 유전자 도입 및 배양 조건 확립
- 뇌절편 배양 기술을 바탕으로 신경세포 네트워크의 분석 기술 개발
3. 신규 신경세포 이미징 뉴로툴 개발
- 신규 신경세포 이미징 기술의 해상력을 뒷받침할 수 있는 생체 리포터 개발
- Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC) 및 Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) 등의 고급 형광단백질 응용 기술을 바탕으로 유전자 발현, 세포내 신호전달 및 단백질 결합 리포터 4종 이상을 개발
- Cell-based assay system 적용을 위한 실시간 유전자 발현 분석 기술 수립
4. 연구 자문 및 연구 지원 서비스
- 뇌기능 프론티어 사업단 산하 신경세포 이미징 및 동역학 코어 퍼실리티와 연계
- 신경세포 이미징 및 동역학 코어 퍼실리티에 확립된 연구 자문 및 연구 지원 서비스 체제를 활용하여 개발 기술을 국내 보급

Abstract ▼

1. Establishment of a novel neural cell live-imaging system
- Based on the multiphoton confocal microscopy
- Optimized culture units suitable for long-term monitoring over 48 hours
- Resolution and sensitivity: subcelluar organelles and microstructures in the live cells
2. Dissociated ne

1. Establishment of a novel neural cell live-imaging system
- Based on the multiphoton confocal microscopy
- Optimized culture units suitable for long-term monitoring over 48 hours
- Resolution and sensitivity: subcelluar organelles and microstructures in the live cells
2. Dissociated neural cells and organotypic slice cultures models for the novel live cell imaging system
- Culturing and manipulating various types of neuronal and glial cells
- Developing efficient gene delivery tools
- Systemic analyses of neural cell networks based on ex vivo slice cultures
3. Novel neurotools based on the multiphoton confocal microscopy
- Developing new bioreporters applicable to the neural cell imaging
- Neural cell imaging reporters to monitor gene expression, intracellular signal transduction and protein-protein interaction based on advanced fluorescence protein techniques such as Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC) and Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET), or combinations of them
- Cell-based assay systems based on real-time gene expression analysis tools
4. Research-supporting services
- Collaborations and services through the Neural Cell Imaging and Dynamics Core Facility of the Brain Research Center for the Century Frontier Program in Neuroscience

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• 목차 ... 10
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 11
• 제1절. 연구개발의 과학기술, 사회경제적 중요성 ... 11
• 제2절. 연구개발의 범위 ... 16
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 18
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 31
• 제1절. 다광자 공초점 현미경 기반의 실시간 신경세포 이미징 시스템 구축 ... 31
• 1. 신규 실시간 신경세포 이미징 시스템의 구성 및 기본특성 요약 ... 31
• 2. 시스템 모듈별 성능분석 및 기존 보유기기(DeltaVision)와의 비교 ... 33
• 3. 기존 도입된 다광자 공초점 현미경 기기(FV1000 MPE)와의 비교 ... 40
• 4. 배양 모델 구축 및 이미징 조건의 최적화 ... 48
• 제2절. 세포 및 신경조직 모델에서 장기간에 걸친 실시간 신경세포 이미징 구현 ... 49
• 1. 일주기적 유전자 발현의 측정 ... 49
• 2. 유전자 발현의 맥동성 분석 ... 52
• 3. 신경세포 미세구조의 변화 양상 측정 ... 55
• 4. 체외배양된 해마 뇌절편 모델에서의 실시간 형광 이미징 ... 59
• 제3절. 신규 신경세포 이미징 뉴로툴 개발 ... 61
• 1. 형광기반의 실시간 유전자 발현 분석 리포터 개발 ... 61
• 2. BiFC 및 FRET 기술을 응용한 신경세포 이미징 뉴로툴 개발 ... 62
• 3. Optogenetics에 기반한 신규 뉴로툴 개발 ... 66
• 4. 실시간 유전자 발현 분석 기술에 기반한 cell-based assay system 개발 ... 68
• 제4절. 연구자문 및 연구지원 서비스 수행 ... 72
• 1. 해외 전문가 초청 현미경 워크샵 개최 ... 72
• 2. 연구자문 및 연구지원 ... 74
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 78
• 제1절. 연구 세부목표의 기간 대비 추진실적 ... 78
• 제2절. 연구성과 ... 79
• 제5장 연구개발결과의 활용 및 전망 ... 82
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 87
• 제7장 참고문헌 ... 98