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Contextual learning requires phosphorylation at Ser408-409 of GABAA receptor beta3 subunit

Research Project

Project/Area Number 20K07276
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 48020:Physiology-related
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

Sakimoto Yuya  山口大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40634390)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 美津島 大  山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70264603)
木田 裕之  山口大学, 大学院医学系研究科, 講師 (70432739)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords海馬 / 文脈学習 / 抑制性シナプス / リン酸化 / hippocampus / 海馬CA1 / ラット / GABAA受容体 / GABAA受容体β3
Outline of Research at the Start

本計画ではGABAA受容体が文脈学習の成立に必要であることを証明する。GABAA受容体β3サブユニットリン酸化阻害薬を用い、学習依存的な行動変容、シナプス可塑性、CA1スパイン形態など分子から行動レベルで学習・記憶とGABAA受容体の関係を解明する。これらの関係が明らかになれば、記憶形成の神経機序の新たなルールを加えることができるだろう。

Outline of Final Research Achievements

Contextual learning rapidly enhances not only synaptic transfer of AMPA receptors in CA1 pyramidal cells, but also GABAA receptor-mediated inhibitory synapses, diversifying synaptic inputs. The applicant demonstrated that the Ser408-409 in the intracellular loop of the β3 subunit of the GABAA receptor inhibit phosphorylation within 1 min after IA task training, preventing GABAA receptor synaptic migration and proving a causal link to learning.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

私は、実際の学習でGABAA受容体β3 Ser408-409のリン酸化を捉え、そのTemporal dynamicsも明らかにした(Sakimotoら, 2019)。本計画では更にβ3 Ser408-409のリン酸化を阻止することで、はじめて学習直後のGABAA受容体リン酸化とシナプス移行が記憶・学習に必要であることを証明した。ヒト臨床研究においてアルツハイマー型認知症患者の死後脳でGABAA受容体、特にβ3の発現量が健常者よりも少ないことが知られており、記憶と海馬の関係を包括的に理解する上で、興奮性シナプス可塑性と同様、抑制性シナプス可塑性にも注目する必要がある。

Report

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

    (3 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Motor training promotes both synaptic and intrinsic plasticity of layer V pyramidal neurons in the primary motor cortex.2023

    • Author(s)
      Kida H, Kawakami R, Sakai K, Otaku H, Imamura K, Han-Thiri-Zin, Sakimoto Y, Mitsushima D.
    • Journal Title

      The Journal of Physiology

      Volume: 601(2) Issue: 2 Pages: 335-353

    • DOI

      10.1113/jp283755

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A critical period for learning and plastic changes at hippocampal CA1 synapses2022

    • Author(s)
      Sakimoto Yuya、Shintani Ako、Yoshiura Daiki、Goshima Makoto、Kida Hiroyuki、Mitsushima Dai
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 7199-7199

    • DOI

      10.1038/s41598-022-10453-z

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 文脈学習を成立には Ser408 - 409 of GABAA receptor β 3 subunit リン酸化が必要2023

    • Author(s)
      﨑本裕也
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

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

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