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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Dynamics of neuronal activity-dependent gene expression

Research Project

Project/Area Number 19H03325
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

山本 亘彦  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 招へい教授 (00191429)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 菅生 紀之  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 特任准教授(常勤) (20372625)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords大脳皮質 / 神経活動 / 遺伝子発現 / CREB / CBP
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、神経回路形成・再編に不可欠な神経活動依存的な遺伝子発現調節に関して研究を行ってきた。転写調節因子cAMP response element binding protein (CREB)と共因子CREB binding protein (CBP)の神経活動依存的な時空間的なダイナミクスを明らかにすることを目標として、昨年度に引き続き、1分子イメージング法によるこれら2つの因子の同時計測やRNAFISHやRNAポリメラーゼのライブイメージング法、変異型タンパクの遺伝子導入法と組み合わせて、それらの動態を解析した。また、ヒト病態への理解に適応できるように、この問題をES細胞由来のヒト大脳皮質ニューロンの培養系を用いて調べた。その結果、神経活動によって秒単位のCBPのCREBへの結合頻度、CREBのDNAへの結合頻度が増大すること、ならびにそれらの結合はCBPによって形成されるアセチル化ヒストン部位で生ずるが、そのアセチル化は神経活動非依存的であることが分かった。本結果は、神経活動依存的な分子機構の研究に新たな知見をもたらすものである。この研究成果に加えて、神経発生学分野の研究者を招へいし、“Development and Plasticity of the Brain”と題したシンポジウムを伊勢志摩にてオンサイトで開催した。参加者の半数は、国内・北米・中国・ヨーロッパからの世界トップクラスのシニア研究者、残る半数は国内の大学院生を含む若手研究者であり、発表は主として若手中心に行われた。本研究のテーマである神経活動依存的な遺伝子発現・回路再編に関する演題も多数発表され、主催者・参加者にとって研究の展望を見据えることができた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] VIB-KU Leuven(ベルギー)

    • Country Name
      BELGIUM
    • Counterpart Institution
      VIB-KU Leuven
  • [Journal Article] Molecular mechanisms of lesion-induced axonal sprouting in the corticofugal projection: the role of glial cells2023

    • Author(s)
      Chang L, Yamamoto N
    • Journal Title

      Neural Regen Res

      Volume: 18 Pages: 1259-1260

    • DOI

      10.4103/1673-5374.360168

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thalamocortical axons control the cytoarchitecture of neocortical layers by area-specific supply of VGF2022

    • Author(s)
      Sato H, Hatakeyama J, Iwasato T, Araki K, Yamamoto N, Shimamura K
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 11 Pages: e67549

    • DOI

      10.7554/eLife.67549

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ヒト由来大脳皮質ニューロンにおいてCREBと共因子の時空間的な動態が神経活動依存的な遺伝子発現を制御する2022

    • Author(s)
      渥美 友梨、菅生 紀之、岩田 亮平、Pierre Vanderhaeghen 、山本 亘彦
    • Organizer
      NEURO2022
  • [Presentation] Spatiotemporal dynamics of CREB with cofactors regulate activity-dependent gene expression in human cortical neurons2022

    • Author(s)
      Yuri Atsumi, Noriyuki Sugo, Hiroshi Kimura, Ryohei Iwata, Pierre Vanderhaeghen, Nobuhiko Yamamoto
    • Organizer
      Cortical development and plasticity of the Brain
    • Int'l Joint Research
  • [Funded Workshop] Development and Plasticity of the Brain2022

URL: 

Published: 2023-12-25  

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