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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Interrogation and manipulation of Ca2+/CaMK signaling mechanisms underlying cognitive behavior

Research Project

Project/Area Number 15H02358
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

尾藤 晴彦  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (00291964)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords神経科学 / 脳・神経 / シグナル伝達
Outline of Annual Research Achievements

平成29年度は、本研究の最終年度にあたり、これまでの総決算として、1)新規カルシウム伝達経路シグナリングプローブのさらなる最適化・in vivo条件検討、2)個体実験系におけるシグナル解析の実施、3)Ca2+- CaMK シグナル伝達経路を規定する分子の部位特異的・時期特異的操作による特異的表現型解析等を実行した。具体的には、
1)緑・赤以外のカルシウムセンサープローブにさらに改良を加え、二色以上の同時イメージングが可能な活動計測プロトコールを樹立した。
2)pCREB-ARプローブのシグナル増強とin vivo展開への技術開発を実施し、さらにCREB下流遺伝子産物Arcの個体動物における可視化解析に関わる数多くの国際共同研究を先導した。
3)CaM<I/CaMIV経路の操作を続行し、部位特異的な生理的機能についての探索を推進した。その過程で、大脳皮質幼弱神経細胞の突起内で自発的に誘発される新たなカルシウムシグナルを発見し、spontaneous regenerative Ca2+ Transient (SRCaT)と命名した。SRCaTは、電位依存的L型カルシウムチャンネルによるカルシウム流入を引きがねとしており、脳発生初期の脳層構造・細胞構築にも関与する可能性が示唆された。自閉症様症状をヒトで伴うL型カルシウムチャンネルを異所性に発現したところ、移動異常が誘発されたが、生後にチャンネル活性を正常化することによりこの異常が回復したことから、脳発達初期におけるL型カルシウムチャンネルの脳形成における意義が初めて明らかとなった。

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。

  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Delayed Degradation and Impaired Dendritic Delivery of Intron-Lacking EGFP-Arc/Arg3.1 mRNA in EGFP-Arc Transgenic Mice.2018

    • Author(s)
      Steward O, Matsudaira Yee K, Farris S, Pirbhoy PS, Worley P, Okamura K, Okuno H, Bito H.
    • Journal Title

      Front Mol Neurosci.

      Volume: 10 Pages: 435

    • DOI

      10.3389/fnmol.2017.00435

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Higher Arc Nucleus-to-Cytoplasm Ratio during Sleep in the Superficial Layers of the Mouse Cortex.2017

    • Author(s)
      Honjoh S, de Vivo L, Okuno H, Bito H, Tononi G, Cirelli C.
    • Journal Title

      Front Neural Circuits.

      Volume: 11 Pages: 60

    • DOI

      10.3389/fncir.2017.00060

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Arc restores juvenile plasticity in adult mouse visual cortex.2017

    • Author(s)
      Jenks KR, Kim T, Pastuzyn ED, Okuno H, Taibi AV, Bito H, Bear MF, Shepherd JD.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      Volume: 114 Pages: 9182-9187

    • DOI

      10.1073/pnas.1700866114

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Stimulus-evoked ERK-dependent phosphorylation of activity-regulated cytoskeleton-associated protein (Arc) regulates its neuronal subcellular localization.2017

    • Author(s)
      Nikolaienko O, Eriksen MS, Patil S, Bito H, Bramham CR.
    • Journal Title

      Neuroscience.

      Volume: 360 Pages: 68-80

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2017.07.026

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nrp2 is sufficient to instruct circuit formation of mitral-cells to mediate odour-induced attractive social responses.2017

    • Author(s)
      Inokuchi K, Imamura F, Takeuchi H, Kim R, Okuno H, Nishizumi H, Bito H, Kikusui T, Sakano H.
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: 8 Pages: 15977

    • DOI

      10.1038/ncomms15977

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Histamine modulation of the basal ganglia circuitry in the development of pathological grooming.2017

    • Author(s)
      Rapanelli M, Frick L, Bito H, Pittenger C
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      Volume: 114 Pages: 6599-6604

    • DOI

      10.1073/pnas.1704547114

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Arc-haeology of long-term memory.2018

    • Author(s)
      Bito H.
    • Organizer
      Brain Research Program International Symposium, Korean Brain Science Institute, Daegu, Korea
    • Invited
  • [Presentation] CREB-Arc signaling in long-term memory formation.2017

    • Author(s)
      Bito H.
    • Organizer
      Department of Neuroscience Seminar, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden.
    • Invited

URL: 

Published: 2018-12-17  

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