Unraveling the role of peri-synaptic collagen in ageing with protein engineering
| Project/Area Number |
21KK0134
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 48:Biomedical structure and function and related fields
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
長井 淳 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (60892586)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早野 元詞 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (30593644)
奥田 覚 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 准教授 (80707836)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | タンパク / 脳 / 老化 |
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| Outline of Research at the Start |
全世界的に超高齢化へ向かう現代社会にとって、認知機能の機序解明は急務である。細胞ではない構成要素がいかに認知機能に関与するかは未解明な部分が多く、その因果関係の解明が本研究の目的である。脳ECM構成の変化は、これまで発達(認知機能獲得)において報告があったが、老化(認知機能低下)における役割は未知の点が多い。本研究では、神経科学・ 老化・生物力学をそれぞれ専門とした学際的なチームが、時空間特異的なin vivo ECM操作で 世界をリードする研究室との共同研究のために渡英することにより、脳コラーゲンによるシナプス可塑性・認知制御メカニズム解明という革新的な学術的価値を創出することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ECMはすべての組織に存在する非細胞性の構成要素である。生化学的(分子シグナリング 伝達の誘発・仲介)および生物力学的(物理的な足場)の両面で機能すると考えられている。これまで、ECMをコードする遺伝子を欠損させる研究により、ECM が発達(認知機能獲得)段階でシナプス可塑性に影響を与えることが示されてきた。しかし、老化(認知機能低下)における脳ECMの機能については未解明な点が多く残されている。本研究では、神経科学・老化・生物力学をそれぞれ専門とした学際的なチームが、国際共同研究を行うことにより、コラーゲンに代表されるシナプス周囲のECMを観察・操作する技術を研究開発することを目的としている。この目的を達成するために、三年度目にあたる今年度は、昨年度までに取得した記憶を司る脳領域においてECM分解をしたマウスが認知能力が有意に低下するというデータを受け、このマウス脳組織の力学物性を明らかにすることを目指して、組織の力学物性と細胞形態を同時に計測する実験系を確立した。これらの準備は次年度に行う実験計画の重要な基盤となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
COVID-19感染拡大防止の観点から渡航が著しく制限された研究開始当初とは異なり、国を跨いだ議論が闊達に行われた。ECMの操作系、マウスモデルの作成、その効果の計測系について実際的な国際共同研究の開始がなされ、特にマウス脳組織の力学物性と組織の細胞密度、細胞形態を同時計測する実験系を確立したことで、本年度の進捗としては十分であったと評価している。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、今年度に確立した組織の力学物性と細胞形態を同時に計測する実験系を用いて、ECM分解/増強を施した脳組織において力学特性を計測する。さらに、認知能力の低下と老化の関連を調べるため、老化モデルマウスにおいてECM関連の分子発現変化とその力学特性の関連を明らかにする。以上のように、引き続き国際共同研究の要である操作系・観測系の開発を通して、脳回路および認知機能におけるECMの機能を明らかにすることを目的として、実験を進める。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
