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機能的個体発光観察法を用いた神経活動依存的な遺伝子発現の意義の解明

Research Project

Project/Area Number 11J04506
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Neuroscience in general
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

柳下 楠  東京大学, 大学院医学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords個体発光観察法 / 学習・記憶 / Arc / 最初期遺伝子 / ルシフェラーゼ
Research Abstract

本研究では、記憶・学習といった、高次情報処理課題遂行時の神経活動依存的な遺伝子発現の可視化を目指すものである。その目的遂行のために、神経活動依存的に転写調節される、最初期遺伝子の一つであるArc遺伝子のプロモーター領域を利用し、発光を呈する酵素であるルシフェラーゼを付加したトランスジェニックマウスを作成し、発光観察系の開発と高次情報処理課題の設定を行うものである。
平成24年度までに同じ個体を繰り返し観察できることを特徴とした、侵襲性の低い定量的な個体発光観察法を確立した。また、学習課題として、匂い弁別課題を設定し、野生型およびトランスジェニックマウスにおいて学習の成立を確認した。最終年度である今年度はこの発光観察法と匂い弁別課題を組み合わせることで学習依存的に神経活動依存的な遺伝子発現が変化する部位の検出を目指した。
具体的には、匂い弁別課題と発光観察法の組み合わせフロトコールの確立を行った。課題訓練前後において匂い刺激を提示した際の発光観察を行い、匂いの提示順や発光観察を行うタイミング等を検討した。また, 同一個体での学習課題の訓練前後における発光観察の結果から、学習依存的な新規遺伝子発現の変化部位を同定する解析方法を画像ベースで確立し、これより、訓練の時間経過に対して訓練前に比べて、同じ匂い刺激を受けた場合でも遺伝子発現が変化している大脳皮質部位を検出することに成功した。
本研究によって、初めて神経活動依存的な遺伝子発現の変化を時空間的に可視化する新しい観察系を確立し、学習依存的な遺伝子発現の変化部位を同定できることを示した。この新しい観察系を用いることで、動的な変化を観察することが困難であった、神経活動依存的な遺伝子発現をリアルタイムに観察し、主要変化部位に介入することを可能にし、記憶形成における神経活動依存的な遺伝子発現の時空間制御過程に迫る可能性を示した。

Strategy for Future Research Activity

平成25年度が最終年度である。

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Inverse synaptic tagging of inactive synapses via dynamic interaction of Arc/Arg3.1 with CaMKllβ2012

    • Author(s)
      奥野浩行, 他
    • Journal Title

      Cell

      Volume: 149 Issue: 4 Pages: 886-898

    • DOI

      10.1016/j.cell.2012.02.062

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Identifying neocortical areas of elevated sensory and cognitive activities via functional Are-driven bioluminescence imaging2013

    • Author(s)
      Yogishita-Kyo N. Okuno H. Kamijo S. Kawashima T. Takemoto-Kimura S. Bito H
    • Organizer
      Neuroscience2013
    • Place of Presentation
      アメリカ・サンディエゴ
    • Year and Date
      2013-11-12
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Arc転写活性を用いた長時間in vivo発光イメージングによる大脳記憶形成過程の解明2013

    • Author(s)
      柳下-姜楠, 奥野浩行, 上條諭志, 川島尚之, 竹本-木村さやか, 尾藤晴彦
    • Organizer
      第86回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2013-09-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] シナプスから核へのシグナリングの解読2011

    • Author(s)
      尾藤晴彦
    • Organizer
      日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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