光により駆動するシンギュラリティ細胞による長期記憶維持システムの解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Singularity biology |
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| Project/Area Number |
21H00434
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
坂井 貴臣 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (50322730)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | ショウジョウバエ / 長期記憶 / 記憶維持 / PDF / CREB / 長期記憶維持 / Pdf |
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| Outline of Research at the Start |
ショウジョウバエは光を利用して長期記憶を維持している。 脳で発現する神経ペプチドPDFが、左右４個ずつ存在するPDFニューロンから光依存的に分泌され、ハエ記憶中枢の転写因子CREBが光依存的に活性化することで長期記憶が維持されている。4組のPDFニューロンが長期記憶維持を制御していることから、PDFニューロンは記憶維持を司るシンギュラリティ細胞であると言える。本研究では、約4000個の細胞で構成されるハエ記憶中枢に注目し、PDFニューロンの活動依存的にCREB活性が上昇する細胞を可視化すると共に、PDFニューロンから記憶中枢に至る情報伝達経路を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
記憶は動物が自然界で生存する上で必要不可欠な脳機能の一つである。しかし、一度獲得した記憶がどのようにして脳で長期間維持され続けるのか、その分子機構の詳細はほとんど明らかになっていない。我々は近年、ショウジョウバエ（以下ハエ）が光を利用して長期記憶を維持しているという興味深い事実を見出した。脳で発現する神経ペプチドPDFが、左右４個ずつ存在するPDFニューロンから光依存的に分泌され、ハエ記憶中枢（キノコ体）の転写因子CREBが光依存的に活性化することで長期記憶が維持されている。4組のPDFニューロンが長期記憶維持を制御していることから、PDFニューロンは記憶維持を司るシンギュラリティ細胞であると言える。本研究では、約4000個の細胞で構成されるハエ記憶中枢に注目し、PDFニューロンの活動依存的にCREB活性が上昇する細胞を可視化する技術の確立を目的とした。
本研究では3種類の形質転換バエの作製を計画した：①6xCRE-FRT-stop-FRT-LexA系統、②MB-FLP系統、③LexAop-KikGR系統。①は、CREB活性を検出するためのコンストラクトである。②はキノコ体で組み換え酵素であるFlippase（FLP）を発現するコンストラクトである。①と②のハエに加えて③LexAop-KikGR系統を組み合わせると、CREB転写活性の上昇に伴いKikGRが発現する。光変換タンパク質KikGRは紫外線照射により緑色蛍光から赤色蛍光にシフトので、学習後かつ記憶維持段階の前に紫外線を照射することにより既存のKikGRを赤色蛍光に変化させたのち、記憶維持段階で緑色蛍光を発する細胞を観察することで、記憶維持細胞の数や細胞の種類を同定することができる。上記3種類の形質転換系統の作製を計画し、それらの作製に成功した。さらに、これらの系統に特段の行動異常（求愛や摂食）がないことも確認した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(15 results)
