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Development of new gene transfer technology using novel strategy and verification of cellular competition hypothesis in adult hippocampus

Research Project

Project/Area Number 19H03534
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 51010:Basic brain sciences-related
Research InstitutionKansai Medical University

Principal Investigator

KOHARA Keigo  関西医科大学, 医学部, 講師 (60740917)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井上 明俊  関西医科大学, 医学部, 助教 (50709152)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2019: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Keywords遺伝子の戦い / 海馬 / 遺伝子導入 / 神経細胞 / Cre / 細胞競合 / 神経活動 / シナプス / 遺伝子導入技術 / ウイルス / Cre リコンビナーゼ / FLP リコンビナーゼ / 神経回路 / 場所細胞
Outline of Research at the Start

遺伝子導入技術は極めて重要な基盤技術の一つであり「ライフサイエンス技術の扇の要」である。しかしながらこれまで自在性のある「遺伝子導入技術」を開発するのは困難であった。本研究課題の第一の目的は、新たな戦略を用いて、自在性のある「遺伝子導入技術」を開発することである。そして第二の目的は、この新戦略技術を活用し、「局所脳領域において神経活動依存的な細胞競合によって神経回路やシナプスが精錬され調節される」という有力な仮説の検証を成体マウス海馬領域において行うことである。これにより成体海馬における場所細胞の場所受容野形成、精錬における“神経活動依存的な細胞競合”の役割の解明を行う。

Outline of Final Research Achievements

Developing flexible transgenic viral methods has been challenging in modern life science. Here, we created a novel concept, “Battle of transgenes,” and succeeded in developing the new method, “BATTLE,” enabling split-tunable transgene expression. Furthermore, combining it with the expansion microscope method, we also developed “BATTLE-1EX,” which visualized the whole structures of synapses and localizations of endogenous synaptic proteins with high resolutions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高度に発展した現代科学において、新たな概念を創出することは、極めて困難になりつつある。本研究課題において、「遺伝子の戦い」という新たな概念が生み出されたことは、非常に高い学術的意義があるといえる。さらに、本研究課題は、その概念を活用して、これまでの従来技術では難しかった「反発分離的な遺伝子導入」を可能とする新技術「BATTLE」を開発することに成功した。今後、生物学、基礎医学研究領域における幅広い分野に適用可能な基盤的戦略技術である「BATTLE」を用いて、生命科学のさまざまな分野が進展し、生命の全体像の理解や様々な疾患の原因解明が進むことが期待され、高い社会的意義を持つといえる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] BATTLE: Genetically Engineered Strategies for Split-Tunable Allocation of Multiple Transgenes in the Nervous System2020

    • Author(s)
      Kohara Keigo、Inoue Akitoshi、Nakano Yousuke、Hirai Hirokazu、Kobayashi Takuya、Maruyama Masato、Baba Ryosuke、Kawashima Chiho
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 23 Issue: 6 Pages: 101248-101248

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101248

    • NAID

      120006884902

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Protocol for BATTLE-1EX: A High-Resolution Imaging Method to Visualize Whole Synaptic Structures and their Components in the Nervous System2020

    • Author(s)
      Inoue Akitoshi、Kobayashi Takuya、Hirai Hirokazu、Kanaya Noriko、Kohara Keigo
    • Journal Title

      STAR Protocols

      Volume: 1 Issue: 3 Pages: 100166-100166

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2020.100166

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 「遺伝子組換え酵素の戦い」と反発分離調節的な遺伝子発現を実現する新規の実験戦略2020

    • Author(s)
      小原圭吾、井上昭俊、中野洋輔、平井宏和、小林拓也、丸山正人、雲財知、馬場亮輔、川島千穂
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究内容

    • URL

      http://keigokohara.com/research/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 「遺伝子の分離発現方法、ポリヌクレオチド、及び遺伝子組換え用キット」2019

    • Inventor(s)
      小原圭吾
    • Industrial Property Rights Holder
      関西医科大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-238481
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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