GCaMP

GCaMPとは、タンパク質で出来たカルシウムセンサーの一種である。

概要

GCaMPは主として循環置換型緑色蛍光タンパク(cpGFP)、カルモジュリン(CaM)、ミオシン軽鎖フラグメント(M13)を遺伝子工学的に結合させたカルシウムセンサータンパク質である。

このタンパク質はcpGFPの片側(N末端側)にカルモジュリンを、もう片側(C末端側)にはミオシン軽鎖M13フラグメントを結合した形をしている。

カルシウムイオンがカルモジュリンと結合すると、Ca2+/CaM複合体がM13と相互作用してcpGFPの立体構造を変化させ、これによって蛍光強度が変化する。これを利用することによってカルシウム濃度の変化をGCaMP蛍光強度の変化として検出することができる。

タンパク質であるため遺伝子に組み込むことが可能であり、特にモデル動物において組織・細胞特異的プロモーターと組み合わせることによって目的の組織・細胞種のみをカルシウムイメージングすることができる。

種類

GCaMPはLoren L. Looger(ハワード・ヒューズ医学研究所Janelia Research Campus Looger Lab)らのグループ(表中LL)と中井淳一、大倉正道(埼玉大学脳末梢科学研究センター中井研究室)らのグループ(表中MO)をはじめとした複数の科学者によって改変・改良されており、現在では様々な種類のGCaMPが存在する。GCaMP3の導入された遺伝子改変動物は広く普及しており、これを用いた研究は今も発表されている。　また、新しく作られる遺伝子改変動物にはG-CaMP6-8, GCaMP6s,m,fが用いられている。

table. GCaMPシリーズ

名前	発表年	開発者	備考	doi
G-CaMP	2001	Junichi Nakai, et al.	最初のGCaMP, MO	10.1038/84397
G-CaMP1.6	2005	Masamichi Ohkura, et al.	MO
GCaMP2	2006	Tallini, et al.	LL
GCaMP3	2009	Lin Tian, et al.	LL(普及版)	10.1038/nmeth.1398
G-CaMP4.1	2010	Asako Shindo, et al.	MO	10.1371/journal.pone.0008897
GCaMP5	2012	Jasper Akerboom, et al.	LL	10.1523/JNEUROSCI.2601-12.2012
G-CaMP6, 7, 8	2012	Masamichi Ohkura, et al.	MO(最新)	10.1371/journal.pone.0051286
GCaMP6f, 6m, 6s	2013	Tsai-Wen Chen, et al.	LL, f: fast, m: medium, s: slow の3種	10.1038/nature12354
jGCaMP7f, 7s, 7b, 7c	2019	Dana, et al.	LL, (最新？)	10.1038/s41592-019-0435-6 GENIEの紹介ページ
GCaMP-X	2018	Yaxiong Yang, et al.	※名前はGCaMPだが基本構造が異なる	10.1038/s41467-018-03719-6