2021 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。またマウスにおいて生活習慣等により記憶学習の低下が観察される際の脳内転写因子活性への影響についての調査を行った。
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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，論文発表した(Abe and Abe iScience 2022)。この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ている。本年度は、昨年度に引き続き，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い，記憶形成のタイムコースに関連する活性変化を示す転写因子を明らかにした。また、培養神経細胞において神経活動依存的な転写因子活性の活性化タイムコースを明らかにした。次年度以降ではこれらの転写因子の人為的な活性操作が記憶形成に果たす役割について解析する。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は、これまでに得られた記憶形成タイムコースに関連する転写因子活性プロファイル情報を基に同定した，記憶形成に関与する転写因子に関して，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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