脳組織内１細胞での転写・翻訳産物の局在の同時イメージング
| Project/Area Number |
22K19355
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 46:Neuroscience and related fields
|
|---|
| Research Institution | Niigata University |
|---|
Principal Investigator |
三國 貴康 新潟大学, 脳研究所, 教授 (90786477)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
|
|---|
| Keywords | ゲノム編集 / 分子イメージング / 1細胞 / イメージング / 樹状突起 / シナプス / 神経細胞 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
神経細胞では、外部入力に機動的に対応するために樹状突起でタンパク質を局所合成する。このような局所合成は神経活動依存的なシナプスの変化に重要だが、局所合成の実体には不明な点が多い。とくに、樹状突起内のどこにmRNAが存在し、神経活動に伴って新規に生合成されるタンパク質が樹状突起内でどのように振舞うかという時空間情報は、脳組織内ではほとんどわかっていない。そこで本研究では、脳組織内で内在性のmRNAおよびタンパク質の細胞内局在を同時イメージングする方法を開発し、神経活動依存的にシナプスが変化する際のmRNAおよびタンパク質の両方の時空間動態を単一シナプスレベルの解像度で理解することを目指す。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
神経活動に伴ってシナプスの構造や機能が変化する際には、シナプス部位のプロテオームがダイナミックに変化する。細胞体由来のタンパク質が遠く離れたシナプスまで輸送されるには時間がかかるので、シナプス部位へのタンパク質の機動的な供給機構として樹状突起での局所合成がある。これまでに樹状突起での局所合成がシナプスの可塑性に重要な役割を果たしていることはわかっているが、局所合成の実体には不明な点が多い。その理由は、脳組織中の神経細胞において、樹状突起中の転写産物（mRNA）とその翻訳産物（タンパク質）の両方の局在や動態をシナプスレベルの解像度で同時に観察できていないからである。そこで本研究では、脳組織内で内在性に発現するmRNAおよびタンパク質の細胞内局在を同時イメージングする方法を開発し、神経活動依存的にシナプスが変化する際のmRNAおよびタンパク質の時空間的動態を単一シナプスレベルの解像度で理解することを目的とする。２０２３年度は、２０２２年度に引き続き、マウスの脳組織内の樹状突起中の転写産物（mRNA）とその翻訳産物（タンパク質）の両方の局在や動態を同時に観察するための技術開発を行った。個体マウスの脳内の一部の細胞において、生体脳内ゲノム編集技術SLENDR/vSLENDR（Mikuni et al., Cell 2016; Nishiyama et al., Neuron 2017）によりシナプス分子の遺伝子座に蛍光タンパク質の配列を挿入した。そのうえで、ゲノム編集したマウスを灌流固定し、脳薄切切片を作製し、シナプス分子のmRNAを高感度RNA in situ hybridizationで標識した。その結果、mRNAの細胞体および樹状突起での局在を検出することに成功し、さらに、タンパク質の同時イメージングにも成功した。
|
Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 哺乳類脳における内在タンパク質の単一細胞・時空間・定量的マッピング法の開発2023
Author(s)
内ヶ島 基政, 井口 理沙, クーマー プラティック, 劉 シンイ, 阿部 学, 野住 素広, 五十嵐 道弘, 﨑村 建司, 備瀬 竜馬, レイビス ルーク, 三國 貴康
Organizer
第46回日本神経科学学会
Related Report
-
-
-
-
-
