2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19H03319
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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) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 記憶形成 / 転写因子 / 可塑性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
長期記憶の形成には新奇な遺伝子発現が関与することは知られているが、その詳細は明らかでない。転写因子は遺伝子発現を直接制御する因子であり、記憶形成にも関わることが知られているが、記憶形成時における脳内の転写因子の活性変化については知られていない部分が多い。本研究では、研究代表者の独自開発技術を用いて、マウス(Mus musculus)の記憶学習形成過程においてin vivo脳内で多数の転写因子活性を定量計測する。記憶形成過程における多数の転写因子活性の活性を表す「転写因子活性プロファイル」を経時的に取得し比較することにより、長期記憶形成に関与する転写因子を明らかにするとともに、それらの転写因子の遺伝子転写活性の活性が増減するタイムコースを明らかにする。反復して提示された刺激に対し長期記憶を形成する学習過程をモデルに、各転写因子活性の活性変化タイムコース解析、数理モデル化、活性シミュレーションにより、記憶形成を最も促進する刺激提示法を明らかにする。本研究手法により、学習に関わる脳内内部の“可塑性状態”を計測しながら、適切な刺激を提示することにより、記憶学習の分子・神経メカニズムを明らかにするとともに、動物における記憶獲得の効率化を図る。本研究ではマウスの記憶形成実験系における脳内転写因子の定量取得を複数のタイムコースと記憶形成状態において進めている。これまでに記憶形成と相関した活性を示す転写因子を複数明らかにすることができている。今後その活性を制御する操作を行い、記憶形成に及ぼす影響を解析する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究代表者は生体組織内細胞の内在転写因子活性を定量評価・経時評価することを可能にする自己補正機能付のレポーターウイルスの開発と、それを利用した転写因子活性プロファイリング技術の確立に成功している。この技術により、生体内細胞における多数の内在転写因子の活性を効率的に定量計測し、数値化することが可能になった。また、脳内の特定の細胞種に上記レポーターウイルスを感染させる効率的な動物個体の作成法を確立している。これら技術を使用することで、マウス成体脳内の内在転写因子活性を測定し、それを“脳内転写因子活性プロファイル”として表し、それが環境刺激や病態によりどのように変化するのかを明らかにすることができる。本年度は、社会学習記憶をモデルに、異なる記憶の持続性に関与すると考えられる脳内転写因子活性の定量解析を複数のタイムコースについて行った。その結果、複数の転写因子に関し、記憶の形成および、形成する記憶の持続性に相関した活性化がおこることを明らかにした。また、脳内転写因子活性の操作を可能にする実験系を構築し、次年度以降でのこれらの転写因子が記憶形成に果たす役割について解析に備えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は、本年度に引き続き転写因子活性レポーターを脳内に発現するマウスの社会記憶形成過程において約50種類の転写因子の活性を定量的に計測し、転写因子活性プロファイルを作成する。また、社会相互作用試験以外の実験系においても転写因子プロファイルを取得し、それらの相関について解析を行う。得られたプロファイル情報を基に記憶形成に関与する転写因子を同定する。同定した転写因子に関してその活性を時空間的に制御する操作を行い、記憶形成に及ぼす影響を解析する。また、反復して提示された刺激に対し長期記憶を形成する過程をモデルにし、長期記憶獲得条件と短期記憶獲得条件における各転写因子の活性の違いを明らかにする。
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