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Elucidation of the physiological function of Akain1, a central nerve system-specific expressed protein kinase A-binding microprotein

Research Project

Project/Area Number 20K22650
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0702:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

Fujii Kazuki  富山大学, 学術研究部医学系, 助教 (10881609)

Project Period (FY) 2020-09-11 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords短鎖ペプチド / PKA / AKAP / 神経科学 / ゲノム編集
Outline of Research at the Start

A-kinase anchor protein inhibitor 1 (Akain1) は中枢神経系限局的に発現する新規短鎖ペプチドである。Akain1 はプロテインキナーゼA (PKA) の細胞内局在を打ち消し、Akain1 欠損マウスは行動表現型に異常を示すことから、Akain1 が高次脳機能に重要な役割を担うことが示唆される。本研究では、① Akain1 の脳内発現様式、② Akain1 が制御するシグナル伝達経路と、③ Akain1 欠損マウスの行動異常の分子メカニズムを解明し、Akain1 による負の PKA シグナル制御が高次脳機能に果たす役割とそのメカニズムを明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

The results of immunostaining by Akain1 monoclonal antibody and Akain1 reporter knock-in mice revealed that Akain1 protein expressed in interneurons in the central nerve system(e.g., cortex, thalamus, cerebellum).
In Akain1-deficient mice, the localization of PKA regulatory subunits was different compared to wild-type mice. These results suggested that Akain1 regulate PKA localization in vivo and in specific cell types. The misreguration of PKA localization may contribute to the behavioral phenotypes of Akain1-deficient mice.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られた結果は、マイクロタンパクであるAkain1が生体内で確かに存在・機能し文脈弁別や社会性行動といった高次脳機能に重要な役割を果たしていることを示すものである。今後、Akain1 欠損マウスが示した文脈弁別障害や社会性行動の低下などの行動表現型に PKA局在制御がどのように関与するかを明らかにしていくことができれば、PKA シグナル伝達の全容の理解とPKA-AKAP シグナル伝達の破綻を要因とする疾患の病態解明及び治療標的の探索へ大きく寄与することが期待される。

Report

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

    (8 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Maternal dietary imbalance between omega-6 and omega-3 fatty acids triggers the offspring’s overeating in mice2020

    • Author(s)
      Sakayori N, Katakura M, Hamazaki K, Higuchi O, Fujii K, Fukabori R, Iguchi Y, Setogawa S, Takao K, Miyazawa T, Arita M, & Kobayashi K
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01209-4

    • NAID

      120007169782

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] プロテインキナーゼ A (PKA) 結合配列を持つマイクロプロテイン Akain1 欠損マウスは 類似条件弁別障害を示す2022

    • Author(s)
      藤井 一希, 腰高 由美恵, 安達 真由美, 柳橋 裕子, 松尾 美奈, 西園 啓文, 黒田 信幸, 相澤 康則, 高雄 啓三
    • Organizer
      先端モデル動物支援プラットフォーム 2021年度 成果発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Cyclin-dependent kinase-like 5 (CDKL5) キナーゼ活性欠損ノックインマウスの作製と網羅的行動解析2022

    • Author(s)
      田中輝幸, 安藤さくら, 阿部学, 崎村健司, 藤井一希, 高雄 啓三
    • Organizer
      先端モデル動物支援プラットフォーム 2021年度 成果発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 免疫グロブリンAの欠損により免疫および神経機能の破綻2022

    • Author(s)
      安達貴弘, 藤井一希, 高雄啓三, 永石宇司
    • Organizer
      先端モデル動物支援プラットフォーム 2021年度 成果発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Chemogenetic activation of prefrontal parvalbumin interneurons in combination with clinically comparable antipsychotic treatment restores working memory deficits in a mouse model of schizophrenia.2021

    • Author(s)
      Yosefu Arime, Yoshito Saitoh, Yasuo Uchida, Mikiko Ishikawa, Chikako Kamiyoshihara, Kazuki Fujii, Keizo Takao, Noriaki Ohkawa
    • Organizer
      第44回 日本神経科学大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 非調和解析(NHA)を用いたマウス呼吸の時間周波数解析.2020

    • Author(s)
      淺野雄輝,藤井一希,長谷川昌也,廣林茂樹,高雄啓三.
    • Organizer
      第67回日本実験動物学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 共母体免疫活性化は胎児の脳における Ptprd 遺伝子微小 エクソン選択調節を撹乱する.2020

    • Author(s)
      藤村耕平,仙道水月,藤井一希,吉田知之,高雄啓三.
    • Organizer
      第67回日本実験動物学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] マウス・ラットモデル作製・解析プロフェッショナル2021

    • Author(s)
      先端モデル動物支援プラットフォーム(AdAMS)
    • Total Pages
      320
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758121125
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-09-29   Modified: 2023-01-30  

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