• What's NEW 研究室ニュース、講演などをお知らせします

    NEW!

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    ○ 2024年4月1日

    高橋俊樹先生が助教として着任されました。

    高橋先生の最新の論文はこちら

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    ○ 2024年3月26日

    修士第2期生(7名)、学士第4期生(9名)が卒業式を迎えました

    おめでとうございます!コロナ後初のフル対面卒業式でした。当研究室学士の金泉水さんが、卒業生を代表して答辞を述べました。

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    ○ 2024年3月7日

    第13回日本生物物理学会関東支部会にてM2の内田智也さんが研究成果を発表しました。

    生物物理学会関東支部会は、日本語でも発表できる会です。B4やM2など、卒論・修論を終えたばかりの学生さんの発表も多く、同学年の分野の友達を作るのに最適です。

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    ○ 2024年2月29日

    第10回東京女子医科大学 早稲田大学研究交流セミナーにて、M1の内田智也さんが研究成果をポスター発表しました。

    コロナ明け初の対面実施で、議論が大いに盛り上がりました。

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    ○ 2023年2月26日

    上海科技大学の御子柴克彦先生にご訪問いただき、学生さんの研究にアドバイスをいただきました。

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    ○ 2024年2月3日、 2月13日

    修士論文、卒業論文の発表会が行われました。

    修士7名、学部生9名の発表でした。活発な質疑応答が行われました。

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    ○ 2024年2月1日

    坂内が担当する「脳神経生理・病理学」が2022年秋学期ティーチングアワードを受賞しました。

    学生の皆さんにもTAとしてグループ学習や試験監督にご協力いただきました。ありがとうございました。

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    ○ 2022年12月6日~12月8日

    第46回日本分子生物学会(神戸)にて、M2竹馬綾乃さん、坂田佳大さんが研究成果をポスター発表しました。

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    2023年11月14~16日

    第61回日本生物物理学会年会(名古屋市)で、M2の片山維央名さん、趙伯驍さん、櫻木繁雄講師が発表しました。

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    ○ 2023年10月3日

    2023年度3年生が7名が新たに研究室配属されました。

    これから卒業研究がんばりましょう!

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    ○ 2023年9月22日

    East Asian Single-Molecule Biophysics Symposium 2023 (EASMB2023)にて、坂内が神経細胞における1分子イメージング研究成果を発表しました。

    中国・Wenzhou(温州)で開催されたEMSMB2023には、中国、韓国、シンガポール、日本の研究者が参加しました。

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    ○ 2023年8月22日

    上海科技大学 (Shanghai Tech) Life Science Seminarにて、坂内が1分子イメージングに関する講演を行いました。

    上海科技大学・免疫科学研究所教授 御子柴克彦先生にご招待いただきました。

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    ○ 2023年8月18, 19日

    タウ研究会2023(名古屋市立大学)にて、M1の加藤尚己さんと坂内が口頭発表を行いました。

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    ○ 2023年8月2日

    第46回日本神経科学大会にて、M2の大山千聖さんが「認知症1:」セッションで口頭発表に選ばれ発表しました。櫻木講師(ポスター)、坂内(シンポジウム)も発表を行いました。

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    ○ 2022年7月24日

    春学期研究室交流会を行いました。

    TWInsの3Fのラウンジで、ピザや研究ポスターを囲んで、交流をたのしみました。春学期研究室交流会は研究室の公式行事の1つです。

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    ○ 2023年7月7, 8日

    第64回日本神経病理学会総会学術研究会第66回日本神経化学会大会にてM2の大山千聖さんがポスター発表、坂内がシンポジウム発表を行いました。

     

  • どんな研究室?

    研究室の様子を紹介しています。

     

    August 25, 2022
    February 8, 2022
    August 27, 2022
  • 研究内容:分子のふるまいから脳のしくみを読み解く

    膨大な情報を処理する脳は、しばしばコンピューターに例えられます。しかし、脳はコンピューターとは大きく異なります。脳では、脳を構成するタンパク質や脂質が、生涯を通じて常に入れ替わっています。脳の構成要素が常に入れ替わりながら、どうして脳はその構造を維持し、記憶や学習、思考などの高次機能を発揮できるのだろうか。アルツハイマー病をはじめとする神経疾患は、遺伝子やタンパク質の変異が原因であると考えられていますが、なぜ変異が重篤な症状を引き起こすのかはまだ解明されていません。私たちの研究室では、生体を構成するタンパク質分子の構造、機能、動態を生きた細胞で「観る」ことで、記憶や学習のメカニズム、てんかんやアルツハイマー病などの神経疾患の病態を解明することを目的としています。

    研究の3つの柱

    (1)「生理学的研究」
    記憶の学習の基礎となるシナプスの発生・維持・制御の分子機構を理解するために、生きた神経細胞におけるシナプス分子の挙動や局在を可視化します。

    (2) 「病理学的研究」
    アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経疾患の発症メカニズムを明らかにするため、病的なタウ、アミロイドβ、αシヌクレインがシナプスの構造と機能に及ぼす影響を調べます。

    (3) 「新技術開発研究」
    生体細胞内の生体分子を可視化し、操作するために、生物物理学の最新の知見に基づく新しい実験ツールの開発を行います。
  • 卒業研究・修士論文テーマの例

    キーワード:脳、神経、記憶・学習、顕微鏡、生体膜、1分子解析、 カルシウムシグナル、アルツハイマー病、技術開発

    実験材料:マウス・ラット培養神経細胞、培養細胞、iPS細胞、量子ドット、抗体、 DNA、蛍光プローブ、

    研究手法:1分子イメージング、細胞内シグナルイメージング、分子生物学、画像解析、 細胞生物学、生理学、分子生物学

     

    みなさんがワクワクするテーマを一緒に考えます

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    分子動態から脳の働きや、神経変性疾患を起こすメカニズムを知る

     

    ○ 脳神経疾患モデルマウスの膜分子動態異常の解析(複数のアルツハイマー病モデル、自閉症モデル、統合失調症モデル、ALSモデル、てんかんモデル)

    ○ ヒト患者iPS細胞(ALS、統合失調症等)の膜分子動態異常の解析

    ○ NMDA受容体抗体脳症患者由来の血清が膜分子動態に与える影響を調べる

    ○ 麻酔薬の膜分子動態への作用

    ○ 記憶・学習に関わるカルシウムシグナル下流分子の活性イメージング

    ○ 神経栄養因子やシナプスオーガナイザーの作用の研究

    ○ カルシウムシグナルのナノドメインを可視化   

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    脳神経疾患の診断や生命科学に役立つ新しい技術の開発

    ○ 変性タウ可視化プローブの作成と検証

    ○ 変性タウの変性のin vivoイメージング系の確立

    ○ 核酸アプタマーを用いた1分子イメージング法の確立

    ○ 機械学習によるハイスループット1分子動態データ解析法の確立 膜分子動態から細胞の個性

    ○ タウのダイナミクスを操作する技術の開発

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    <スタッフ>
    ○ 教授 坂内博子
    ○ 准教授(Bioscience Major) 野崎千尋
    ○ 講師 櫻木繁雄
    ○ 助教 高橋俊樹
    ○ 研究補助員 多田君子
    < D1>
    ○ チョウハクギョウ

     

    < M2>
    ○カタギリタロウ ○内田智也
    ○榎本実夢  ○加藤尚己
    ○加藤莉慧

     

    <M1>
    ○上田 美咲 ○兼本 奈歩 ○川津 美緒
    ○松井 久直 ○李エリヤ
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    <B4>
    ○ 五十井優花  ○渡辺 豪  
    金 昇賢 ○木村 爽耶 
    澁川 彰城  ○髙野 琢己  
    鍋嶋 美来 額田 真統 
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    <卒業生>

    スタッフ
    ○ 服部精人 (2024)

     

    修士
    ○ 町田彩乃 (2023) ○ 李銘哲(2023)
    ○ 大山千聖 (2024) ○ 片山維央名(2024)
    ○ 坂田佳大 (2024) ○ 竹馬綾乃(2024)
    ○ 伊東 楓 (2024) ○ 笠井悠哉(2024)

     

    学士
    ○ 亀崎貴也 (2021) ○ 塩井琢郎(2021)
    ○ 野澤朋矢(2021) ○ 谷本 翔汰(2021)
    ○ 庄司 智哉(2021) ○ 石井 健 (2022)
    ○ 鈴木 雄大 (2022)      ○ 坂田 廉 (2023)
    ○  Haryono NATHANIEL Sebastian (2023)
    ○ 花沢美紅 (2024) ○ 金 泉水 (2024)
    ○ 大迫実生 (2024) ○ 土肥口 英泰(2024)

     

    <その他>

    動物研究員
  • 当研究室を志望する学生さんへ(学部)

    早稲田・電生の学生さんは、配属前にぜひ研究室見学に来てください。

    研究室の活動方針をぜひご一読の上、ご自身の目指すところと合致するかどうかをご検討ください。

     

    当研究室を志望する学生さんへ(大学院修士課程)

    大学院入試では、細胞生物学・分子生物学のいずれかをご選択いただくことが望ましいです。

    過去問はこちらです。(先進理工学研究科 電気・情報生命専攻の過去問をご覧ください)

    選択されない場合は、口頭試問で上記科目の基礎知識をお伺いします。

    志望する研究テーマについて、その背景(どこまでわかっていて、何がわかっていないのか)、何を明らかにしたいのか、どのような方法で問いにアプローチするのかを明確にしてください。

     

    研究室の活動方針をぜひご一読の上、ご自身の目指すところと合致するかどうかをご検討ください。

  • 主な論文

    Bannai H, Lévi S, Schweizer C, Dahan M, *Triller A. “Imaging the lateral diffusion of membrane molecules with quantum dots.”

    Nature Protocols 1:2628-2634. (2006)

    http://www.nature.com/nprot/journal/v1/n6/full/nprot.2006.429.html
     

    Bannai H, Lévi S, Schweizer C, Inoue T, Launey T. Racine V, Sibarita J.B, Mikoshiba K, Triller A.

    “Activity-Dependent Tuning of Inhibitory Neurotransmission Based on GABAAR Diffusion Dynamics”

    Neuron 62:670-682. (2009) * Selected for Cover

    http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089662730900347X

     

    Arizono M, *Bannai H, Nakamura K, Niwa F, Enomoto M, Matsu-Ura T, Miyamoto A, Sherwood MW, Nakamura T, *Mikoshiba K. “Receptor-selective diffusion barrier enhances sensitivity of astrocytic processes to metabotropic glutamate receptor stimulation.”

    Science Signaling 5: ra27. (2012) *Featured at Science Signaling Pod Cast

     http://stke.sciencemag.org/content/5/218/ra27

     

    Bannai H1, Niwa F1, Sherwood MW, Shrivastava AN, Arizono M, Miyamoto A, Sugiura K, Lévi S, Triller A*, Mikoshiba K*. (1: co-first author) “Bidirectional Control of Synaptic GABAAR Clustering by Glutamate and Calcium”

    Cell Reports, 13: 2768-2780 (2015)

    http://www.cell.com/cell-reports/abstract/S2211-1247(15)01414-X

    REVIEW Article

    Bannai H

    "Molecular membrane dynamics: Insights into synaptic function and neuropathological disease"

    Neuroscience Resaerch, 129: 47-56 (2018) * Selected for Cover

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168010217302274

     

  • いろんな記事

    研究成果をわかりやすくまとめた記事・プレスリリース等へのリンクです。

    研究者の子育てについてのコラムもあります。
    * Article in English

    2つのシグナル物質の使い分けによる正反対の神経制御

    -新たな抑制性シナプス伝達制御メカニズムの発見-

     

     

    アストロサイトの細胞膜の「仕切り」がシグナルの発生場所を決める

    -グリア細胞の一種「アストロサイト」の突起が独立して働く仕組みの一端が明らかに-

    抑制性神経伝達を制御する新たな分子機構を、量子ドットを活用し発見

    -シナプスにおける受容体の側方拡散が、GABA作動性シナプス伝達効率を決める-

     

     

    *Roaming receptors

    Neurons communicate more efficiently when neuronal activity causes inhibitory receptors to diffuse away from the synapse

     

     

    *A new starring role for astrocytes

    Identification of a novel membrane barrier in astrocytes may illuminate how neurological signaling is disrupted in patients with Alzheimer’s and epilepsy

    生物物理が切り開く脳科学の未来​ 

    生物物理
    Vol. 52 (2012) No. 2 通巻300号 P 112-113

     

    アストロサイトの活動を仕切る拡散障壁

    有薗 美沙, 坂内 博子, 丹羽 史尋, 御子柴 克彦

    生物物理
    Vol. 53 (2013) No. 2 通巻306号 p. 105-106

    名古屋大学子育て単身赴任教員ネットワーク

    子育てコラム: 私と名古屋と保活

    日本生物物理学会 「生物物理とは」記憶・学習・思考
    「分子の運動や反応を支配する一般法則」

    日本生物物理学会 「生物物理とは」グリア細胞
    グリア細胞 - 脳の黒衣、実は黒幕!? 鍵はカルシウムシグナル

    みらいぶプラス 若手研究が世界を変える! 各フィールドはこう動いている
    「生物物理学」「脳神経」分子のふるまいを観察する技術を開発、脳の異常を見つけたい

    「生物物理」刊行60周年記念 連続座談会Ⅱ
    広がる生物物理学の研究対象

    早稲田ウイークリー 教員のオフタイム

  • 論文リスト

    2020

    Bannai H., Inoue T., Hirose M., Niwa F., Mikoshiba K. (2020) Synaptic Function and Neuropathological Disease Revealed by Quantum Dot-Single-Particle Tracking. In: Yamamoto N., Okada Y. (eds) Single Molecule Microscopy in Neurobiology. Neuromethods, vol 154. Humana, New York, NY.
    https://doi.org/10.1007/978-1-0716-0532-5_7


    Bannai H, Niwa F, Sakuragi S, Mikoshiba K.(2020) Inhibitory synaptic transmission tuned by Ca2+ and glutamate through the control of GABAA R lateral diffusion dynamics. Dev Growth Differ.
    https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/dgd.12667

     

    2019
    Bannai, H.*
    , Hirose, M., Niwa, F., Mikoshiba, K. Dissection of Local Ca2+ Signals in Cultured Cells by Membrane-targeted Ca2+ Indicators. J. Vis. Exp. (145), e59246, doi:10.3791/59246 (2019).
    https://www.jove.com/video/59246/dissection-local-ca2-signals-cultured-cells-membrane-targeted-ca2

    2018
    Bannai H* Review Article

    "Molecular membrane dynamics: Insights into synaptic function and neuropathological disease"

    Neuroscience Resaerch, 129: 47-56 (2018)

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168010217302274


    2017

     

    Sakuragi S, Niwa F, Oda Y, Mikoshiba K*, Bannai H*

    “Astroglial Ca2+ signaling is generated by the coordination of IP3R and store-operated Ca2+ channels”

    Biochem Biophys Res Commun. 486: 879-85 (2017)

    http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006291X17305624

     

    Vervliet T, Pintelon I, Welkenhuyzen K, Bootman MD, Bannai H, Mikoshiba K, Martinet W, Nadif Kasri N, Parys JB, Bultynck G.

    "Basal ryanodine receptor activity suppresses autophagic flux."

    Biochem Pharmacol.132:133-142. (2017) doi: 10.1016/j.bcp.2017.03.011.

    http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006295217301405

     

     

    Sherwood MW, Arizono M, Hisatsune C, Bannai H, Ebisui E, Sherwood JL, Panatier A, Oliet SH, Mikoshiba K.

    “Astrocytic IP3Rs: Contribution to Ca2+ signalling and hippocampal LTP.”

    Glia 65(3):502-513. (2017) doi: 10.1002/glia.23107.

    http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/glia.23107/abstract

     

     

    2016

    Niwa F, Sakuragi S, Kobayashi A, Takagi S, Oda Y, Bannai H*, Mikoshiba K*.

    “Dissection of local Ca(2+) signals inside cytosol by ER-targeted Ca(2+) indicator.”

    Biochem Biophys Res Commun. 479(1):67-73 (2016)

    http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006291X16314851

     

    2015

    Bannai H1,, Niwa F1, Sherwood MW, Shrivastava AN, Arizono M, Miyamoto A, Sugiura K, Lévi S, Triller A*, Mikoshiba K*. (1: co-first author)

    “Bidirectional Control of Synaptic GABAAR Clustering by Glutamate and Calcium”

    Cell Reports, 13: 2768-2780 (2015)

    http://www.cell.com/cell-reports/abstract/S2211-1247(15)01414-X

     

    2014

    Arizono M, Bannai H, *Mikoshiba K.

    “Imaging mGluR5 Dynamics in Astrocytes Using Quantum Dots.”

    Curr Protoc Neurosci. 66:2.21.1-2.21.18. (2014)

    http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/0471142301.ns0221s66/abstract

     

    Wu YW, Tang X, Arizono M, Bannai H, Shih PY, Dembitskaya Y, Kazantsev V, Tanaka M, Itohara S, Mikoshiba K, *Semyanov A. “Spatiotemporal calcium dynamics in single astrocytes and its modulation by neuronal activity.”

    Cell Calcium. 55:119-29. (2014)

    http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0143416013001590

     

    2013

    Miyamoto A, Bannai H, Michikawa T, Mikoshiba K*.

    “Optimal microscopic systems for long-term imaging of intracellular calcium using a ratiometric genetically-encoded calcium indicator.”

    Biochem Biophys Res Commun. 434(2):252-7. (2013)

    http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006291X13004671

     

    2012

    Arizono M, *Bannai H, Nakamura K, Niwa F, Enomoto M, Matsu-Ura T, Miyamoto A, Sherwood MW, Nakamura T, *Mikoshiba K. “Receptor-selective diffusion barrier enhances sensitivity of astrocytic processes to metabotropic glutamate receptor stimulation.”

    Science Signaling 5: ra27. (2012)

          *Featured at Science Signaling Pod Cast

     http://stke.sciencemag.org/content/5/218/ra27

     

    Niwa F, *Bannai H, Arizono M, Fukatsu K, *Triller A, *Mikoshiba K “Gephyrin-independent GABAAR mobility and clustering during plasticity.”

    PLoS ONE 7: e36148. (2012)

    http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0036148

     

    Tamamushi S Nakamura T, Inoue T, Ebisui E, Sugiura K, Bannai H, *Mikoshiba K.

    “Type 2 inositol 1,4, 5-trisphosphate receptor is predominantly involved in agonist-induced Ca(2+) signaling in Bergmann glia. “

    Neurosci Res. 74: 32-41. (2012) * Selected for Cover

    http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168010212001393

     

    Nakamura H, Bannai H, Inoue T, *Michikawa T, Sano M, *Mikoshiba K. “Cooperative and stochastic calcium releases from multiple calcium puff sites generate calcium microdomains in intact HeLa cells.”

    J Biol Chem 287: 24563-24572. (2012)

     

    Renner M, Schweizer C, Bannai H, Triller A, *Lévi S.

    “Diffusion barriers constrain receptors at synapses.”

    PLoS ONE 7: e43032.(2012)

     

    ~2011

    Fukatsu K, Bannai H, InoueT, *Mikoshiba K.

    ”Lateral diffusion of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor type 1 in Purkinje cells is regulated by calcium and actin filaments.”

    J Neurochem, 11: 1720-1733. (2010)

     

    Bannai H, Lévi S, Schweizer C, Inoue T, Launey T. Racine V, Sibarita J.B, Mikoshiba K, Triller A.

    “Activity-Dependent Tuning of Inhibitory Neurotransmission Based on GABAAR Diffusion Dynamics”

       Neuron 62:670-682. (2009) * Selected for Cover

    http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089662730900347X

     

    Lévi S, Schweizer C, Bannai H, Pascual O, Charrier C, *Triller A.

    “Homeostatic regulation of synaptic GlyR numbers and lateral diffusion.”

    Neuron 59:261-273. (2008) [66, IF5y16.092]

     

    Bannai H, Lévi S, Schweizer C, Dahan M, *Triller A. “Imaging the lateral diffusion of membrane molecules with quantum dots.”

    Nature Protocols 1:2628-2634. (2006) [92, IF5y 11.296]

    http://www.nature.com/nprot/journal/v1/n6/full/nprot.2006.429.html

     

    Fukatsu K, Bannai H, *Inoue T, Mikoshiba K. “4.1N binding regions of inositol 1,4,5- trisphosphate receptor type 1.”

    Biochem Biophys Res Commun 342:573-576. (2006) [16 IF5y2.392]

     

    Tateishi Y, *Hattori M, Nakayama T, Iwai M, Bannai H, Nakamura T, Michikawa T, Inoue T, Mikoshiba K. “Cluster formation of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor requires its transition to open state.”

      J Biol Chem 280:6816-6822. (2005)

     

    Bannai H, Fukatsu K, Mizutani A, Natsume T, Iemura SI, Ikegami T, *Inoue T, Mikoshiba K. “An RNA-interacting Protein, SYNCRIP (Heterogeneous Nuclear Ribonuclear Protein Q1/NSAP1) Is a Component of mRNA Granule Transported with Inositol 1,4,5- Trisphosphate Receptor Type 1 mRNA in Neuronal Dendrites.”

    J Biol Chem 279:53427-53434. (2004) [56]

     

    Fukatsu K, Bannai H, Zhang S, Nakamura H, *Inoue T, Mikoshiba K. “Lateral diffusion of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor type 1 is regulated by actin filaments and 4.1N in neuronal dendrites.”

       J Biol Chem 279:48976-48982. (2004) [63]

     

    Bannai H, *Inoue T, Nakayama T, Hattori M, Mikoshiba K. “Kinesin dependent, rapid, bi-directional transport of ER sub-compartment in dendrites of hippocampal neurons.”

       J Cell Sci 117:163-175. (2004)

     

    Nakayama T, *Hattori M, Uchida K, Nakamura T, Tateishi Y, Bannai H, Iwai M, Michikawa T, Inoue T, Mikoshiba K. “The regulatory domain of the inositol 1,4,5- trisphosphate receptor is necessary to keep the channel domain closed: possible physiological significance of specific cleavage by caspase 3.”

    Biochem J 377:299-307. (2004)

     

    *Zhang S, Mizutani A, Hisatsune C, Higo T, Bannai H, Nakayama T, Hattori M, *Mikoshiba K. “Protein 4.1N is required for translocation of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor type 1 to the basolateral membrane domain in polarized Madin-Darby canine kidney cells.”

       J Biol Chem 278:4048-4056. (2003)

     

    Bannai H, Yoshimura M, Takahashi K, *Shingyoji C. “Calcium regulation of microtubule sliding in reactivated sea urchin sperm flagella.”

       J Cell Sci 113: 831-839. (2000)

     

  • Movie

    研究紹介の動画を紹介するコーナーです。

    【日本神経科学会 市民公開講座・脳科学の達人2016】「分子のふるまいから読み解く、脳のしくみ」

    2016年8月6日、日本科学未来館での研究紹介です。

    【3分でわかる】坂内研究室紹介

    研究室配属候補生に向けて作った動画です

  • 研究室アクティビティアーカイブ

    こちらをご覧ください。