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Signaling from synapses to the nucleus by transcription factor MKL, which is a risk candidate for psychiatric and neurodevelopmental disorders

Research Project

Project/Area Number 18K06625
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

TABUCHI Akiko  富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 准教授 (40303234)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords血清応答因子(SRF) / 神経活動 / MKL / 遺伝子発現 / 転写因子 / MRTF / SRF / シナプス / 神経細胞 / 神経疾患
Outline of Final Research Achievements

The SNPs or mutations of SRF transcriptional cofactor MKL1 (MRTFA) or MKL2 (MRTFB) gene is a possible risk factor for neurological disorders. Thus, understanding for molecular mechanisms underlying MKL-mediated gene expression contributes to elucidation of the etiology of neurological disorders. Here we have demonstrated that MKL2 mediates activation of the Arc enhancer, synaptic activity-responsive element of activity-regulated cytoskeleton-associated protein (Arc) gene induced by BDNF. In addition, neuronal activity-dependent nuclear translocation of MKL2 from synapses is mediated by an NMDA receptor and an L-type voltage-dependent calcium channel, and followed by phosphatase calcineurin. On the other hand, neuronal activity induces Rho GTPase-dependent F-actin polymerization, which is required for nuclear translocation of MKL2.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

神経機能遺伝子の発現を合理的かつ効率的に活性化する仕組みを解明でき、シナプスの安定化や維持、記憶学習の本質を明らかにできる。また、本研究に用いた研究材料や技術を国内外の研究者らに提供することにより、神経科学分野のみならず、MKLの関わりが指摘されるがん転移分野などの生命科学分野の発展に貢献する。
MKLをターゲットとして精神疾患・発達障害の治療や予防に役立てることができる。MKLの核移行促進やMKL活性化を引き起こす低分子化合物、将来的には食品成分を同定することで、メンタルヘルス(精神衛生)の向上につながり、患者や家族のQOLの改善、脳の活性化を基軸とした健康寿命の延伸に役立つ。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Involvement of SRF coactivator MKL2 in BDNF-mediated activation of the synaptic activity-responsive element in the Arc gene.2019

    • Author(s)
      Kikuchi K, Ihara D, Fukuchi M, Tanabe H, Ishibashi Y, Tsujii J, Tsuda M, Kaneda M, Sakagami H, Okuno H, Bito H, Yamazaki Y, Ishikawa M, Tabuchi A.
    • Journal Title

      Journal of Neurochemistry

      Volume: 148 Issue: 2 Pages: 204-218

    • DOI

      10.1111/jnc.14596

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] シナプスに局在 する転写活性化因子MRTFBは神経活動依存的に核移行しJunB遺伝子発現を制御する2020

    • Author(s)
      伊原 大輔,田邉 広樹,今西 詩織,小坂 彩,佐野 友香里,阪上 洋行,加藤真之佑,田渕 明子
    • Organizer
      日本生化学会北陸支部 第38回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経活動依存的なMRTFB の核移行におけるRho-アクチンシグナル伝達系の関与2020

    • Author(s)
      今西 詩織,小坂 彩,田邉 広樹,伊原 大輔,佐野 友香里,加藤真之佑,田渕 明子
    • Organizer
      日本生化学会北陸支部 第38回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ポストシナプ スに局在するSRFコアクチベーターMRTFBの局在変化を介した神経活動依存的な遺伝子発現誘導機構の解析2020

    • Author(s)
      伊原 大輔,田邉 広樹,今西 詩織,小坂 彩,佐野 友香里,阪上 洋行,加藤 真之佑,田渕 明子
    • Organizer
      第63回日本神経化学会大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] SRF転写コアクチベーターMRTFBの神経活動依存的核移行制御2019

    • Author(s)
      Daisuke Ihara, Hiroki Tanabe, Shinnosuke Kato, Shiori Imanishi, Aya Kosaka Hiroyuki Sakagami, Akiko Tabuchi
    • Organizer
      Neuro2019
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] シナプスに存在する転写活性化因子MRTFBの神経活動依存的な核移行と遺伝子発現制御機構に関する解析2019

    • Author(s)
      伊原 大輔、田邉 広樹、今西 詩織、小坂 彩、佐野 友香里、阪上 洋行、加藤 真之佑、田渕 明子
    • Organizer
      日本薬学会北陸支部第131回例会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Functional analysis of gene mutation of SRF coactivator MRTFB which was found in a patient with autism spectrum disorders2019

    • Author(s)
      Daisuke Ihara, Yuya Yamazaki, Natsumi Satou, Mamoru Fukuchi, Masaaki Tsuda, Akiko Tabuchi
    • Organizer
      Toyama Forum for Academic Summit on "Dynamic Brain"
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Synaptic localization of SRF coactivators MKL1 (MRTF-A) and MKL2 (MRTF-B) and their function in dendritic morphology were elucidated by generation and evaluation of new antibodies against MKL1 and MKL2。2018

    • Author(s)
      Kaneda M, Sakagami H, Hida Y, Ohtsuka T, Satou N, Ishibashi Y, Fukuchi M, Krysiak A, Ishikawa M, Ihara D, Kalita K, Tabuchi A
    • Organizer
      International MADS Box Conference 2018
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mutation of SRF coactivator MKL2 which was found in patients with autism spectrum disorders negatively regulates SRE-mediated gene transcription and dendritic complexity in cortical neurons.2018

    • Author(s)
      Ihara D, Yamazaki Y, Satou N, Fukuchi M, Tsuda T, Tabuchi A.
    • Organizer
      第3回富山・アジア・アフリカ創薬研究シンポジウム(3rd TAA-Pharm Symposium)
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanism of nuclear translocation of SRF transcriptional coactivator MRTFB induced by membrane depolarization of cortical neurons.2018

    • Author(s)
      Tanabe H, Sano Y, Imanishi S, Sakagami H, Ihara D, Tabuchi A.
    • Organizer
      第3回富山・アジア・アフリカ創薬研究シンポジウム(3rd TAA-Pharm Symposium)
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 神経活動によるSRF転写コファクターMKL/MRTFの制御とその役割2018

    • Author(s)
      田渕明子,伊原大輔,福地守,田邉広樹,阪上洋行,大塚稔久,津田正明
    • Organizer
      第40回日本生物学的精神医学会 第61回日本神経化学会大会 合同年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 自閉症スペクトラム障害で発見されたSRFコアクチベーターMKL2遺伝子変異の機能解析2018

    • Author(s)
      伊原大輔,山﨑雄哉,佐藤夏美,福地守,津田正明,田渕明子
    • Organizer
      第40回日本生物学的精神医学会 第61回日本神経化学会大会 合同年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 神経細胞の脱分極による転写活性化因子MKL2の核移行制御2018

    • Author(s)
      田邉広樹,佐野友香里,加藤真之佑,今西詩織,阪上洋行,伊原大輔,田渕明子
    • Organizer
      第40回日本生物学的精神医学会 第61回日本神経化学会大会 合同年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] SRFコアクチベーターMKL2の遺伝子変異が転写活性化およびニューロン形態に与える影響~自閉症スペクトラム障害とMKL2機能障害との関係~2018

    • Author(s)
      伊原大輔,山﨑雄哉,佐藤夏美,福地守,津田正明,田渕明子
    • Organizer
      Toyama Academic GALA 2018
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 自閉症スペクトラム障害で発見された遺伝子変異を導入したSRFコアクチベーターMRTFBはSRF依存性転写活性化およびニューロン形態を負に制御する2018

    • Author(s)
      伊原大輔,山﨑雄哉,佐藤夏美,福地守,津田正明,田渕明子
    • Organizer
      日本薬学会北陸支部第130回例会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 脱分極とシナプス活動による転写因子SRFコアクチベーターMRTFBの核移行制御に関する研究2018

    • Author(s)
      田邉広樹,佐野友香里,加藤真之佑,今西詩織,阪上洋行,伊原大輔,田渕明子
    • Organizer
      日本薬学会北陸支部第130回例会
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      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 富山大学薬学部分子神経生物学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.pha.u-toyama.ac.jp/bioche1/index-j.html

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      2020 Annual Research Report 2019 Research-status Report 2018 Research-status Report
  • [Remarks] 富山大学ホームページ「神経細胞のシナプスではたらく分子の遺伝子発現制御機構を解明」

    • URL

      https://www.u-toyama.ac.jp/education/news/2019/0419.html

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      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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