2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new gene transfer technology using novel strategy and verification of cellular competition hypothesis in adult hippocampus
| Project/Area Number |
19H03534
|
|---|
| Research Institution | Kansai Medical University |
|---|
Principal Investigator |
小原 圭吾 関西医科大学, 医学部, 講師 (60740917)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 明俊 関西医科大学, 医学部, 助教 (50709152)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 遺伝子導入技術 / ウイルス / 遺伝子の戦い / Cre リコンビナーゼ / FLP リコンビナーゼ / 海馬 / 細胞競合 / 神経回路 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
現代の生命科学、脳神経科学において、遺伝子導入技術は極めて重要な基盤技術の一つであり「ライフサイエンス技術の扇の要」である。しかしながらこれまで、自在性のある「遺伝子導入ウイルス技術」を開発するのは困難であった。本研究課題の第一の目的は、新たな戦略を用いることにより、従来からあった技術的障壁を克服し、自在性のある「遺伝子導入ウイルス技術」を開発することである。そして本研究課題の第二の目的は、この新戦略技術と神経活動を不活性化させるKir2.1、in vivo微小内視蛍光顕微鏡による神経活動イメージング法を用いることによって、「局所脳領域において神経活動依存的な細胞競合によって神経回路やシナプスが精錬され調節される」という有力な仮説の検証を成体マウス海馬CA1領域において行うことである。
令和元年度の本研究課題において、我々は、「外来導入遺伝子の戦い」という新たな概念を創案した。そしてその概念に基づき、遺伝子組換え酵素であるCre リコンビナーゼ、FLPリコンビナーゼがお互いに戦い合うように設計した実験新戦略技術「BATTLE」を生み出すことに成功した。そして「BATTLE」の初代バージョンを「BATTLE-1」と名付けた。「BATTLE-1」を用いることによって、従来技術では困難であった複数遺伝子(mCherryとYFP)の海馬神経細胞への反発分離導入を実現することに成功した。さらにCreとFLPの比率を100:1に変えることによって、大部分の海馬神経細胞にmCherryを反発分離的に発現させ、ごく少数の海馬神経細胞にYFP反発分離的に発現させることにも成功した。すなわち反発分離導入のチューニングにも成功した。したがって、本研究課題の第一の目的である自在性のある「遺伝子導入ウイルス技術」を開発することに成功した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の目的は二つであり、第一の目的は、新たな戦略を用いることにより、従来からあった技術的障壁を克服し、自在性のある「遺伝子導入ウイルス技術」を開発することである。そして本研究課題の第二の目的は、この新戦略技術と神経活動を不活性化させるKir2.1、in vivo微小内視蛍光顕微鏡による神経活動イメージング法を用いることによって、「局所脳領域において神経活動依存的な細胞競合によって神経回路やシナプスが精錬され調節される」という有力な仮説の検証を成体マウス海馬CA1領域において行うことである。令和元年度において、本研究課題の第一の目的がもう既に達成されていることから、おおむね順調に進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度において、新たな戦略を用いることにより、従来からあった技術的障壁を克服し、自在性のある「遺伝子導入ウイルス技術」である[BATTLE」を開発するという本研究課題の第一の目的を達成したことから、今後も、予定していた研究計画に従って、この新戦略技術と神経活動を不活性化させるKir2.1、in vivo微小内視蛍光顕微鏡による神経活動イメージング法を用いることによって、「局所脳領域において神経活動依存的な細胞競合によって神経回路やシナプスが精錬され調節される」という有力な仮説の検証を成体マウス海馬CA1領域において行い、本研究課題の第二の目的の達成へ向けて研究を推進していく。
|
