長期記憶形成時の脳内における局所翻訳の可視化とその制御
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19J01826
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 51010:Basic brain sciences-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
大橋 りえ 富山大学, 研究推進機構, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 局所翻訳 / 樹状突起 / mRNA輸送 / 翻訳イメージング / 長期記憶 |
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| Outline of Research at the Start |
神経細胞では特定のmRNAが樹状突起に局在化し、後シナプス周辺において前シナプスからの刺激に応じて局所的にタンパク質合成（翻訳）が起こる。この局所翻訳はシナプス強化、ひいては学習・記憶に重要であることが示唆されてきた。しかし、長期記憶を形成するような学習時に、脳の中で局所翻訳が実際に起こるのかは未解明である。そこで本研究では、マウスを用い、学習課題遂行中の局所翻訳イメージング法の開発を試みる。また、局所翻訳される新たな候補遺伝子に着目し、樹状突起へのmRNA輸送を低下させたマウスを作製して長期記憶への影響を解析する。以上より、実際の脳内での翻訳制御と長期記憶との関連を明らかにすることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経樹状突起におけるmRNA輸送と局所翻訳は長期記憶に重要な役割を果たすことが示唆されている。しかし、長期記憶を形成する際に、実際に脳内で樹状突起における局所翻訳が起こるのか、その局所翻訳が長期記憶に必要であるのかは明らかにされていない。
本研究ではこれらの解明に向け、マウス脳内の樹状突起領域におけるin vivo翻訳イメージング法の開発を目指した。エピトープの繰り返し配列を含む翻訳産物に、そのエピトープに対するGFP標識一本鎖抗体が結合することで新規翻訳を可視化するSun-Tag法を、in vivoに適用することを試みた。当初は蛍光内視顕微鏡を用いた可視化を検討していたが、微小蛍光シグナルかつ脳深部におけるイメージングであることから、現在、2光子顕微鏡を用いたイメージング法を検討中である。
また、局所翻訳される新たな候補遺伝子群としてArf GEF, GAPファミリーに着目し、これらmRNAの樹状突起への輸送および局所翻訳が長期記憶形成に与える影響を明らかにすることを目指した。昨年度に作出した、特定のArf GEFの樹状突起へのmRNA輸送領域を欠損したマウスについて中枢神経系の組織学的解析を行った。その結果、Arf GEF mRNAの海馬樹状突起領域への局在化は予想通り有意に低下したが、同時に海馬全体でのタンパク質発現量の低下も見られた。細胞体における翻訳は維持したままmRNAの樹状突起局在のみを低下させることで局所翻訳の影響を解析する、という当初の目的を達成するため、現在、細胞体における翻訳量の低下を回避可能か否かを検討中である。今後、Arf GEF, GAP mRNAの樹状突起への輸送のみを低下させたマウスを作出し、長期記憶への影響を解析する。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
