長期記憶形成時の脳内における局所翻訳の可視化とその制御

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19J01826
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 大橋 りえ 富山大学, 研究推進機構, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Keywords: 局所翻訳 / 樹状突起 / mRNA輸送 / 翻訳イメージング / 長期記憶

Outline of Annual Research Achievements

神経樹状突起におけるmRNA輸送と局所翻訳は長期記憶に重要な役割を果たすことが示唆されている。しかし、長期記憶を形成する際に、実際に脳内で樹状突起における局所翻訳が起こるのか、その局所翻訳が長期記憶に必要であるのかは明らかにされていない。
本研究ではこれらの解明に向け、マウス脳内の樹状突起領域におけるin vivo翻訳イメージング法の開発を目指した。エピトープの繰り返し配列を含む翻訳産物に、そのエピトープに対するGFP標識一本鎖抗体が結合することで新規翻訳を可視化するSun-Tag法を、in vivoに適用することを試みた。当初は蛍光内視顕微鏡を用いた可視化を検討していたが、微小蛍光シグナルかつ脳深部におけるイメージングであることから、現在、2光子顕微鏡を用いたイメージング法を検討中である。
また、局所翻訳される新たな候補遺伝子群としてArf GEF, GAPファミリーに着目し、これらmRNAの樹状突起への輸送および局所翻訳が長期記憶形成に与える影響を明らかにすることを目指した。昨年度に作出した、特定のArf GEFの樹状突起へのmRNA輸送領域を欠損したマウスについて中枢神経系の組織学的解析を行った。その結果、Arf GEF mRNAの海馬樹状突起領域への局在化は予想通り有意に低下したが、同時に海馬全体でのタンパク質発現量の低下も見られた。細胞体における翻訳は維持したままmRNAの樹状突起局在のみを低下させることで局所翻訳の影響を解析する、という当初の目的を達成するため、現在、細胞体における翻訳量の低下を回避可能か否かを検討中である。今後、Arf GEF, GAP mRNAの樹状突起への輸送のみを低下させたマウスを作出し、長期記憶への影響を解析する。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。