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新規分子活性操作法によるシナプスダイナミズムの意義の解明

Publicly Offered Research

Project AreaPrinciples of memory dynamism elucidated from a diversity of learning systems
Project/Area Number 16H01287
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNational Institute for Physiological Sciences

Principal Investigator

村越 秀治  生理学研究所, 脳機能計測・支援センター, 准教授 (90608142)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywordsアデノ随伴ウイルス / シナプス / 光操作 / 2光子顕微鏡 / 光応答性分子 / 2光子顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、申請者が独自開発を進めている新規光遺伝学的プローブを個体動物に適用する。特に、シナプス集団の光操作法を開発・応用することにより、シナプス集団の反応性や状態の揺らぎ(シナプスの記憶ダイナミズム)の意義を見出すことを目的とする。
昨年度までに、申請者らが開発に成功しつつある遺伝子コードされた光応答性シグナル分子について、沈殿法によるアデノ随伴ウイルスの精製を行った。また、海馬スライスのCA1領域において2光子蛍光顕微鏡下で光応答性分子を活性化し、スパイン体積の増大を観察することに成功していた。本年度は、光応答性シグナル分子を個体動物に導入し、スパイン体積の増大を惹起できるかどうかを調べた。しかしながら、昨年度精製したアデノ随伴ウイルスをマウス脳に導入し、麻酔下あるいは覚醒マウスのいずれにおいても2光子蛍光顕微鏡下でシナプス形態の変化を惹起することは出来なかった。原因は発現量が低いことと思われたため、新たにAAVを作製し直すことにした。まず、プロモーターをCaMKII1.5からCaMKII0.4に変更することによりサイズを小さくした。また、WPRE配列についてもWPRE3に変更し、さらに蛍光タンパク質を除いた。これらにより全体のベクターサイズを小さくすることができた。さらにアデノ随伴ウイルスの血清型をAAV9からAAVDJに変更し、精製方法もイオジキサノールによる超遠心法に変更した。このウイルスを初代培養神経細胞に導入したところ発現量を20倍にすることに成功した。すなわち、個体動物で発現させるための準備ができた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 光応答性CaMKII阻害ペプチドの開発とシナプス可塑性研究への応用2018

    • Author(s)
      村越秀治
    • Journal Title

      CLINICAL CALCIUM

      Volume: 28 Pages: 414-419

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Kinetics of Endogenous CaMKII Required for Synaptic Plasticity Revealed by Optogenetic Kinase Inhibitor2017

    • Author(s)
      Hideji Murakoshi, Myung Eun Shin, Paula Parra-Bueno, Erzsebet M. Szatmari, Akihiro C.E. Shibata, Ryohei Yasuda
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 94 Issue: 1 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2017.02.036

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ShadowY: a dark yellow fluorescent protein for FLIM-based FRET measurement2017

    • Author(s)
      Murakoshi Hideji、Shibata Akihiro C. E.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-017-07002-4

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Microglia contact induces synapse formation in developing somatosensory cortex.2016

    • Author(s)
      Miyamoto A, Wake H, Ishikawa AW, Eto K, Shibata K, Murakoshi H, Koizumi S, Moorhouse AJ, Yoshimura Y, Nabekura J
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1038/ncomms12540

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optogenetic manipulation and imaging of CaMKII-Rho signaling pathway during synaptic plasticity.2017

    • Author(s)
      Hideji Murakoshi
    • Organizer
      2017 Yonsei Univ-Korea Univ-NIPS symposium
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 光らない蛍光タンパク質で細胞内分子活性を見る2017

    • Author(s)
      村越秀治
    • Organizer
      第2回ルミノジェネティクス研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 2光子蛍光寿命イメージングによる細胞内シグナル伝達解析2017

    • Author(s)
      村越秀治
    • Organizer
      第39回神経組織培養研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Spatiotemporal manipulation and imaging of signaling molecules in dendritic spines2016

    • Author(s)
      Hideji Murakoshi
    • Organizer
      The 47th NIPS International Symposium
    • Place of Presentation
      愛知県 岡崎市 岡崎カンファレンスセンター
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 村越研究室/生理学研究所/MurakoshiLab

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/multiphoton/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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