| Project/Area Number |
22K19356
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 46:Neuroscience and related fields
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
大塚 稔久 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40401806)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 有芯小胞 / シナプス / 光ツール / ELKS |
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| Outline of Research at the Start |
有芯小胞の放出が制御するセカンドメッセンジャーである細胞内Ca2+、cAMPやジアシルグリセロール(DAG)を操作するオプシンを有芯小胞放出部位に集積させるタグを開発し、有芯小胞放出を光操作する系を確立する。また、有芯小胞の挙動をモニターするため、有芯小胞マーカーchromograminBにpH感受性蛍光タンパク質等を付けたマーカーを開発する。これらのツールを駆使し、有芯小胞の分泌メカニズムの解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
有芯小胞の分泌を司る細胞内制御機構は、細胞内シグナル伝達に大きく依存している。このため、本研究では神経シナプスにおけるシグナル制御の介入ツールを開発した。セカンドメッセンジャーcAMPを合成するバクテリアの酵素であるbPACは、基底活性が高く、操作性に難があるため、基底活性の低い変異体（S27A）を作製した。さらに、軸索末端に局在するタグを開発し、神経伝達および神経可塑性における光依存的機能を評価した。その結果、光依存的な小胞の分泌促進および神経可塑性の誘導が観察された。また、細胞内カルシウムイオンの濃度および細胞膜組成を操作するため、ホスホリパーゼCを光刺激で活性化するopto-PLCβを世界に先駆けて開発した。このツールを用いることで、膜編集による脂質ダイナミクスの可視化、シナプス可塑性の長期増強、恐怖記憶の増強が誘導できることが実証された。
一方、有芯小胞マーカーであるchromogranin Bの挙動をモニターするためにpH感受性緑色蛍光タンパク質を用いると、光操作ツールの励起波長が重複する問題があった。この問題を解決するために、赤色pH感受性蛍光タンパク質pHmScarletを融合しましたが、このタンパク質は凝集塊を形成しやすく、シナプス小胞への局在が稀であるため、今後の課題となっている。この難点を解決するためには、赤外線領域で作動する光操作ツールの開発が望ましい。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Novel SLC9A6 Variation in Female Carriers With Intellectual Disability and Atypical Parkinsonism.2022
Author(s)
Nan, H., Kim, YJ., Tsuchiya, M., Ishida, A., Haro, H., Hiraide, M., Ohtsuka, T., Takiyama, Y.
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Journal Title
Neurology Genetics
Volume: 8
Issue: 1
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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