| Project/Area Number |
23K06347
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 48020:Physiology-related
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
崎本 裕也 山口大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40634390)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 海馬 / シナプス / GABAA受容体 / hippocampus / learning |
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| Outline of Research at the Start |
文脈学習はGABAA受容体を介する抑制性シナプスも急速的に強化し、シナプス入力を多様化する。申請者は、GABAA受容体のβ3サブユニットの細胞質内loopに存在する408と409番目のSerineが課題訓練後1分以内にリン酸化し、このリン酸化がGABAA受容体シナプス移行、シナプス強化、学習を成立すると仮説立てた。しかし、数分の時間窓でβ3 Ser408-409リン酸化阻害する手法は未だになく、学習やCA1シナプスへの影響も不明である。今回、473nm青色光で制御可能なLOV2-Jαタンパクを応用し、光応答性GABAA受容体β3Ser408-409リン酸化阻害ペプチドを開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
文脈学習は、CA1錐体細胞におけるAMPA受容体のシナプス移行だけでなく、GABAA受容体を介する抑制性シナプスも急速的に強化し、シナプス入力を多様化する。研究代表者は、GABAA受容体のβ3サブユニットのintracellular loopに存在する408と409番目のSerine (β3 Ser408-409) が課題訓練後1分以内にリン酸化し、このリン酸化がGABAA受容体シナプス移行、GABAAシナプス強化、記憶形成に必要であると仮説立てた。この急速的なGABAA受容体活性の光制御機構の開発を本計画の目的としている。光制御機構として、植物由来LOV2タンパクを用いた光応答性ペプチド活性機構を用い、ペプチド活性を光制御することで受容体発現促進/阻害を目指す。既に我々はGABAA受容体のシナプス移行阻害の可能性がある候補ペプチドを見出し、slice patch clamp法、免疫染色、in vivo microinjectionでその効果も一部検証済みである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
我々は受容体発現を阻害する新規のペプチド配列を発見した。slice patch clamp法において、ラット海馬CA1ニューロンにおいてGABAA受容体由来の抑制性シナプス電流を減少し、蛍光免疫染色では海馬ニューロンの細胞体に集積するGABAA受容体β３サブユニットの発現を阻止した。また、westernblotting法で、GABAA受容体β３サブユニットSer408-409リン酸化の阻止も確認した。このペプチドをラット背側海馬へin vivo microinjectionすると文脈学習の成績を低下した。以上、本計画は予定通り進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
急速的なGABAA受容体活性の光制御機構を開発を目指し、候補となるペプチド配列の検証を一部終えた。今後は、質量分析を用いてより詳細にペプチドとタンパク結合を検証する。その検証が終われば、光制御機構として、植物由来LOV2タンパクとペプチドを遺伝工学的に融合し、光応答性GABAA受容体阻害ペプチドを開発する。この新規光応答性ペプチド効果はwhole cell patch clamp法、蛍光免疫染色、westernblotting法、質量分析、ラット背側海馬へのin vivo microinjection、学習実験、バッテリーテストを用いて分子レベルから個体レベルへ網羅的に検証する。
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