2019 Fiscal Year Annual Research Report
Constructive analysis of the neural activity dependent gene regulation system
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16KT0067
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
安部 健太郎 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70462653)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2020-03-31
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| Keywords | シグナル伝達 / 遺伝子発現制御 / 脳・神経 / 神経科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝子の発現制御は複数の転写因子が関与する複雑なシステムであり、その全容を明らかにするためには、システムのアウトプットとしてのトランスクリプトームの情報だけでなく、システムを構成する多数の転写因子の活性を定量的に取得する必要がある。本研究は、神経細胞における活動依存的な遺伝子発現制御をモデルに、それに関わる多数の転写因子の活性を定量的かつ経時的に計測、およびそれらの活性を操作することを通じ、細胞における遺伝子発現制御機構を構成的に明らかにすることを目的とする。その目的のため、細胞において多数の内在転写因子の活性を定量的かつ高精度に測定する手法を開発し、それを用いて、培養神経細胞または生体における神経活動依存的な多数の転写因子の活性を明らかにし、それらを基に個々の遺伝子の発現制御の数理モデルを作成する。
本年度は、マウス海馬神経細胞および大脳皮質神経細胞の初代培養系に50種類以上の転写因子に関するレポーターウイルスを感染させ、それぞれの転写因子の神経活動依存的な活性変化を定量PCR法を用いた定量計測を昨年度に引き続き実行した。これらの解析の結果、培養神経細胞系において神経活動依存的な活性変化を示す転写因子を多数明らかにすることに成功し、また、複数のタイムポイントにて解析を行うことにより、それぞれが特徴的なタイムコースでの活性変動を示すことをあきらかにした。また、神経伝達阻害剤や、抑制性シナプス応答阻害剤などの薬剤により、神経活動の強弱を人為的に制御した際の転写因子活性のパターン変化を明らかにし、各転写因子は神経活動の強弱に単純に反応しているのではなく、刺激の種類や強弱により多様で複雑な活性変化を起こすことを明らかにした。
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