2011 Fiscal Year Annual Research Report
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20240032
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
林 康紀 独立行政法人理化学研究所, 記憶メカニズム研究チーム, チームリーダー (90466037)
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| Keywords | 細胞・組織 / シグナル伝達 / 神経科学 / 生理学 / 脳・神経 |
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| Research Abstract |
当初研究では、シナプス後部に多量に存在するシグナル分子であるCa^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase(CaMKII)がF-actinを束化する事で細胞骨格の一員として機能する事を示し、そのシナプスの機能的、構造的可塑性との関係について理解する事を主目的としていた。その結果、次の事が明らかとなり、投稿準備中である。
1.CaMKIIβはF-actin束化能を持ち、自己リン酸化がその活性を失わせた。
2.CaMKIIβによって束化されたF-actinはcofilinによる切断やArp2/3による重合促進を受けにくい。これにより、CaMKIIβはシナプスでF-actinの安定化に働いていると考えられる.
3.同定されたリン酸化部位のphosphoblock変異体を過剰発現すると優勢抑制体として働き、LTP誘導に伴うspineの構造変化が阻害された。これは、F-actin脱束化される事が構造可塑性に必要である事が判る.
4.同様に、電気生理学的に記録されるLTPもphosphoblock変異体の過剰発現により抑制された。
5.KR-CaMKIIβ融合蛋白を発現し、光を照射またはグルタミン酸アンケージ単独ではspineの形態は変化しなかった。が、両者を組み合わせると、spineが増大した.
この事から、CaMKIIβによるアクチン束化はシナプス可塑性のゲートとして働いていると考えられた.
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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
ほぼ全ての仮説通りに実験が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度はKRの最終実験が必要であるのと、論文の出版にあたっては追加データーを要求されることが予想される。一方で、上記の通り、CaMKIIがF-actinから外れた時にF-actinに作用する分子であり、また情報伝達系の下流でもあるcofilinがactinと共に新規構造を取っている事を見いだした.そのため、cofilinを中心とした実験を行なっていく。
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[Journal Article] A rapid and effective FISH protocol with hybridization-sensitive fluorescent linear oligo probes2012
Author(s)
Wang, D.O., Matsuno, H., Ikeda, S., Nakamura, A., Yanagisawa, H., Hayashi, Y., Okamoto, A
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Journal Title
RNA
Volume: 18
Pages: 166-175
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[Journal Article] Experience-dependent regulation of CaMKII activity within single visual cortex synapses in vivo2011
Author(s)
Mower, A.F., Kwok, S.M., Yu, H., Majewska, A.K., Okamoto, K.-I., Hayashi, Y.*, Sur, M.* (*: co-corresponding authors)
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Journal Title
Proc.Natl.Acad.Sci.
Volume: 108
Pages: 21241-21246
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] The role of CaMKII beta in modulating dendritic spine structural plasticity2011
Author(s)
Lakhanpal, G., Kim, K., Kato-Hayashi, M., Hayashi, Y., Okamoto, K
Organizer
SfN 2011
Place of Presentation
Washington DC, USA
Year and Date
20111100
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[Presentation] CaMKII gates rapid structural plasticity in hippocampal dendritic spines2011
Author(s)
Kim, K., Hayashi, M., Narayanan, R., Suzuki, A., Matsuura, K., Okamoto, K., Hayashi, Y
Organizer
SfN 2011
Place of Presentation
Washington DC, USA
Year and Date
20111100
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[Presentation] In vivo two-photon imaging of neuronal circuit activity using transgenic mice that express fluorescent calcium sensor proteins in the brain2011
Author(s)
Sato, M., Kawano, M., Islam, T., Yamaguchi, Y., Ohkura, M., Nakai, J., Hayashi, Y
Organizer
第34回日本神経科学大会
Place of Presentation
横浜
Year and Date
20110900
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[Presentation] The regulation of dendritic spine structural plasticity by CaMKII beta2011
Author(s)
Lakhanpal, G.K., Kim, K., Kato-Hayashi, M., Hayashi, Y., Okamoto, K
Organizer
8^<th> IBRO World Congress of Neuroscience
Place of Presentation
Florence, Italy
Year and Date
2011-07-15
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