Dynamics of neuronal activity-dependent gene expression

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03325
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Yamamoto Nobuhiko 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 / BDNF / １分子イメージング / プロモーター活性

Outline of Final Research Achievements

Neural circuits in the brain are plastically altered by electrical activity of neurons. In the present study, we investigated the neuronal activity-molecular signal transduction mechanisms which underlie the remodeling process by ustilizing live imaging of gene promoter activity and single-molecule imaging of transcriptional factors. As a result, we found that specific environmental stimuli increase gene expression efficiently and that second-by-second repetitive binding of transcription fators to DNA and co-factors plays an important role in expression of the down-stream activity-dependent genes.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果の特徴は転写調節因子、共因子、DNAの結合を時空間的に明らかにしたことである。分子生物学と神経生理学とを融合させた新たな研究戦略を提供するもので、分野横断的な研究も促進する。神経活動パターンが生み出す遺伝子発現調節、これこそが、後天的神経回路形成の本質であり、本研究の目指す点であり、これは次の一手にも繋がる結果である。さらに、子供の正常な脳発達や可塑性のメカニズムにも通ずるものとしても価値がある。