• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Nano-level transformation of the fine arrangement of synaptic molecules elicited by learning and environmental changes

Research Project

Project/Area Number 20H03427
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 48030:Pharmacology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Hirose kenzo  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (00292730)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Keywordsシナプス分子 / 超解像イメージング / シナプス / 超解像顕微鏡法 / ナノ微細配置
Outline of Research at the Start

学習や環境などの外的刺激によって神経回路上のシナプスの伝達効率が変化すると考えられている。しかしながら、シナプス伝達効率の変化に、シナプスに存在している分子(シナプス分子)がどのように関わっているのかは完全には明らかになっていない。本研究では、動物個体への外部からの刺激に対して、シナプス分子のナノレベルの微細配置にどのような変化が生じるのかを明らかにする。具体的には、強い外部刺激であるマウスの恐怖学習や、エンリッチメント環境下での飼育によって動物の脳で生じるシナプス分子の微細な配置の変化を解析し、外部刺激に対する動物個体の生理的応答とシナプスでのシナプス分子の微細配置との関係を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Synaptic transmission efficiency is believed to change in response to external stimuli such as learning and the environment. We have revealed that the efficiency of central synapses is controlled by the nanoscale arrangement of synaptic proteins, highlighting the importance of fine molecular organization of synapses in understanding the mechanisms of higher brain functions. This study aimed to elucidate the changes in the nanoscale arrangement of synaptic molecules in response to external stimuli in animals. Specifically, we established a super-resolution microscopy platform to visualize the synaptic molecular localization in the mouse brain and revealed the fine changes in synaptic molecular organization caused by differences in housing conditions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、脳の高次機能や学習・記憶形成のメカニズムをシナプス分子の微細配置に着目して理解を目指す点が学術的に意義がある。また、本研究の成果は神経変性疾患の研究における貢献や薬物開発への応用が期待される。シナプスの異常や機能の変化は神経変性疾患に関与しており、この研究によってそれらの異常な配置を解明することで、新たな治療法や薬物の開発につながる可能性がある。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2020

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Increased vesicle fusion competence underlies long-term potentiation at hippocampal mossy fiber synapses2023

    • Author(s)
      Fukaya Ryota、Hirai Himawari、Sakamoto Hirokazu、Hashimotodani Yuki、Hirose Kenzo、Sakaba Takeshi
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Issue: 8 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1126/sciadv.add3616

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Real-time in vivo imaging of extracellular ATP in the brain with a hybrid-type fluorescent sensor2020

    • Author(s)
      Kitajima N, Takikawa K, Sekiya H, Satoh K, Asanuma D, Sakamoto H, Takahashi S, Hanaoka K, Urano Y, Namiki S, Iino M, Hirose K
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 9 Pages: 1-18

    • DOI

      10.7554/elife.57544

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Rational Design of A Near-infrared Fluorescence Probe for Ca2+ Based on Phosphorus-substituted Rhodamines Utilizing Photoinduced Electron Transfer2020

    • Author(s)
      Shodai Takahashi, Kenjiro Hanaoka, Yohei Okubo, Honami Echizen, Takayuki Ikeno, Toru Komatsu, Tasuku Ueno, Kenzo Hirose, Masamitsu Iino, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano
    • Journal Title

      Chem. Asian J.

      Volume: 15 Issue: 4 Pages: 524-530

    • DOI

      10.1002/asia.201901689

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 恐怖記憶形成に関与するシナプスの検出法の開発2022

    • Author(s)
      大西 泰地 、坂本 寛和、大久保 洋平、並木 繁行、廣瀬 謙造
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] シナプス小胞放出サイトの形成に寄与するMunc13-1とRIMの相互作用2022

    • Author(s)
      小島 佑介、坂本 寛和、並木 繁行、廣瀬 謙造
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 超解像顕微鏡システムによるシナプス分子の系統的可視化解析2022

    • Author(s)
      坂本 寛和、大西 泰地、廣瀬 謙造
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] シナプス小胞放出サイトの形成に寄与するMunc13-1とアクティブゾーンタンパク質の相互作用2022

    • Author(s)
      小島佑介、坂本寛和、並木繁行、廣瀬謙造
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 中枢シナプス分子のライブセル超解像イメージングを実現する新規蛍光標識技術の開発2022

    • Author(s)
      石川裕貴、並木繁行、浅沼大祐、廣瀬謙造
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 記憶形成に関与するシナプスの検出法の開発2022

    • Author(s)
      大西泰地、坂本寛和、大久保洋平、廣瀬謙造
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] TARPγ-8の分子動態にPSD95とのカップリングが及ぼす効果の解析2022

    • Author(s)
      小林新九郎、並木繁行、浅沼大祐、廣瀬謙造
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi