日本大阪大學產業科學研究所的京卓志特任研究員（現任招聘研究員/基礎生物學研究所助教）、永井健治教授，及該校研究生院生命功能研究科的星野七海助教（現任招聘教師）、 八木健教授、橋本秀彥助教（現任招聘教師），以及三重大學研究生院醫學系研究科的實木亨副教授等人組成的研究團隊，成功開發出了可即時視覺化細胞間動態接觸的新型螢光感測器Gachapin與Gachapin-C，相關成果已發表在期刊《Cell Reports Methods》上。
圖1 Gachapin-C實現神經細胞自接觸的視覺化（供圖：大阪大學產業科學研究所）
細胞間的接觸是支撐生命活動根基的重要現象，但使用既往技術時，細胞一旦接觸便會持續發光，難以捕捉瞬息萬變的動態接觸及細胞自身突起間的自接觸現象。
為此，研究團隊通過一種特殊設計，使細胞膜表面呈現的兩個ddGFP（可逆結合/解離的螢光蛋白）成分僅在細胞接觸時才會結合併發光，從而構建出雙成分接觸感測器Gachapin。
對高運動性細胞的延時觀察表明，Gachapin能夠追蹤接觸的形成與解除，而基於split-GFP技術的接觸感測器在相同條件下難以追蹤接觸解除過程。此外，通過將Gachapin與其他螢光感測器聯合使用，成功實現了對細胞接觸動態及其聯動細胞骨架結構與信號傳導運動的同步捕捉。在神經細胞中，Gachapin能在神經突觸接觸部位特異性發光，從而觀察到突觸相互接觸與分離的動態過程。
研究團隊還開發出了僅需單一成分即可運作的進化型感測器Gachapin-C，巧妙地將所開發螢光感測器太陽能電池模組嵌入細胞表面部分細胞黏著分子中。通過優化設計，成功將非接觸狀態下的螢光干擾抑制至極限水平。由此實現了傳統技術難以實現的突破，即清晰視覺化單個細胞延伸出的複雜突觸間相互接觸的自接觸現象。
京卓志招聘研究員表示：「開發本技術的初衷是滿足‘以即時分辨率觀察細胞在何時、何地接觸，以及持續多久'的需求。Gachapin能夠追蹤現有方法難以捕捉的細胞分離瞬間。而Gachapin-C可捕捉同一細胞內突起間的接觸，因此有望進一步理解神經細胞自我迴避等此前難以解析的現象。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Cell Reports Methods
論文：Fluorescent indicators for visualizing dynamic contact between cells and between processes originating from a single cell
DOI：doi.org/10.1016/j.crmeth.2025.101292
