Mechanisms controlling synaptic transmission and plasticity through phase transitions in presynaptic protein assemblies

• Project/Area Number: 25K02358
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 三木 崇史 秋田大学, 医学系研究科, 教授 (10598577)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野中 洋 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80579269)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2028: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2027: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2026: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2025: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
• Keywords: シナプス / カルシウムチャネル / 液相分離 / 相転移

Outline of Research at the Start

シナプス伝達の特徴である安定した情報伝達と活動依存性の可塑性は、精緻かつ柔軟な脳機能の基盤となる。旧来、シナプス分子は蛋白質間相互作用により安定した集合体を形成すると考えられてきた。しかし近年、液相分離による可変性を持ったシナプス分子集合体が注目されている。本研究では、この新旧２つのコンセプトがシナプス伝達の安定性・可塑性という相反する特徴の説明となる、という新規コンセプトの提唱を目指す。シナプス前部分子集合体の液相‐固相遷移機構を1分子計測で明らかにし、さらに化学ツールで相転移を操作する手法を開発する。本研究は、シナプス伝達と可塑性機構の新たな視点での理解と、新規脳可塑性操作法確立に資する。