樹状突起形態・機能の神経活動依存的制御の分子機構

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20670002
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 尾藤 晴彦 東京大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (00291964)
• Keywords: 脳・神経 / 発生・分化 / 遺伝子 / シグナル伝達 / 生体分子

Research Abstract

本研究課題では、神経情報を受容するシナプス近傍における樹状突起が、神経情報の統合をいかなるシグナリングのクロストークによって実践しているのか、さらに、そのような「場」を提供する樹状突起の形態が、神経情報によっていかに修飾・維持されているかについて、徹底的に解明していこうとするものである。本年度は、5年計画の3年目で次のような成果を得た。
樹状突起形態制御因子であるCaMKIγのノックアウト動物の解析を本格化し、行動表現型の有無を調べた。さらにKO脳組織と野生型マウスの脳組織を比較し、リン酸化ペプチドームにおける差異を検索し、樹状突起形態形成に関連する因子の抽出を試みている。Synapse-to-soma,soma-nucleus signaling解析については、Arcを中心に解析を深めた。特にArcプロモータSARE領域のCRE部位に結合するCREB複合体の生理的意義について解明し、さらにArcの樹状突起内動態を可視化するArc-EGFPを用い、シナプス局在分子のArcリクルーティングに関するCaMKIIbetaの役割を明らかにした。またin vivo脳機能修飾法として必須のAAVウィルス調製法の最適化を行い、AAV1ならびにAAV2について大量調製法を確立した。

Research Products

• [Journal Article] Synaptic Activity-Responsive Element (SARE) : A unique genomicstructure with an unusual sensitivity to neuronal activity. (2010)
  • Author(s): Inoue M, Yagisfiita-Kyo N, Nonaka M, Kawashima T, Okuno H, Bito H
  • Journal Title: Commun.Integr.Biol. Volume: 3 Pages: 443-446
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differentical roles for CaM kinases in mediating excitation-morphogenesis coupling during formation and maturation of neuronal circuits. (2010)
  • Author(s): Takemoto-Kimura S, Suzuki K, Kamijo S, Ageta-Ishihara N, Fujii H, Oktmo H, Bito H
  • Journal Title: Eur.J.Neurosci. Volume: 32 Pages: 224-230
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The chemical biology of synapses and neuronal circuits. (2010)
  • Author(s): Bito H
  • Journal Title: Nature Chem.Biol. Volume: 6 Pages: 560-563
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Widespread transcription at neuronal activity-regulated enhancers. (2010)
  • Author(s): Kim TK, Hemberg M, Gray JM, Costa AM, Bear DM, Wu J, Harmin DA, Laptewicz M, Barbara-Haley K, Kuersten S, Markenscoff-Papadimitriou E, Kuhl D, Bito H, Worley PF, Kreiman G, Greenberg ME.
  • Journal Title: Nature Volume: 465 Pages: 182-187
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synaptic tagging and capture : differential role of distinct calcium/calmodulin kinases in protein s thesis-dependent long-term potentiation. (2010)
  • Author(s): Redondo RL, Okuno H, Spooner PA, Frenguelli BG, Bito H, Morris RGM.
  • Journal Title: J.Neurosci. Volume: 30 Pages: 4981-4989
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Subtype specificity of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase I α and γ. (2011)
  • Author(s): Suzuki K, Takemoto-Kimura S, Kamijo S, Inoue M, Fujii H, Ageta-Ishihara N, Okuno H, Bito H.
  • Organizer: 第84回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 誌上開催
  • Year and Date: 2011-03-24
• [Presentation] Regulation of radial migration of cortical pyramidal neurons by a Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase I cascade. (2011)
  • Author(s): Horigane S, Takemoto-Kimura S, Adachi-Morishima A, Ageta-Ishihara N, Suzuki K, Nonaka M, Okamura M, Nishimura YV, Kawauchi T, Nakajima K, Okuno H, Bito H
  • Organizer: 第84回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 誌上開催
  • Year and Date: 2011-03-22
• [Presentation] Dual FRET based analysis of biochemical computarion performed by neuronal Ca^<2+> signaling (2011)
  • Author(s): Bito H
  • Organizer: 第23回神経可塑性ウィンターカンファレンス
  • Place of Presentation: Moorea(French Polynesia)
  • Year and Date: 2011-02-15
• [Presentation] Biochemical characterization of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase I subtypes α and γ (2010)
  • Author(s): Suzuki K, Takemoto-Kimura S, Inoue M, Fujii H, Kamijo S, Ageta-Ishihara N, Okuno H, Bito H.
  • Organizer: 第33回分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • Year and Date: 2010-12-10
• [Presentation] Enhanced synaptic accumulation of activity-driven Arc protein during sensory deprivation in the mouse visual cortex. (2010)
  • Author(s): Okuno H, Fujii H, Kawashima T, Nonaka M, Yagishita-Kyo N, Ishii Y, Takemoto-Kimura S, Chowdhury S, Worley PF, Bito H
  • Organizer: 第40回北米神経科学学会年会
  • Place of Presentation: San Diego国際会議場(米国サンディエゴ市)
  • Year and Date: 2010-11-17
• [Presentation] Dual FRET-based analysis of biochemical computation performed by neuronal Ca^<2+> signaling processes (2010)
  • Author(s): Fujii H, Inoue M, Okuno H, Takemoto-Kimura S, Bito H
  • Organizer: 第40回北米神経科学学会年会
  • Place of Presentation: San Diego国際会議場(米国サンディエゴ市)
  • Year and Date: 2010-11-16
• [Presentation] Tet-off lentiviral vectors drive high-level transgene expression in marmoset brains. (2010)
  • Author(s): Watakabe A, Takaji M, Nakagami Y, Hioki H, Kaneko T, Kato S, Kobayashi K, Kawashima T, Okuno H, Bito H, Kitamura Y, Yamamori T.
  • Organizer: 第40回北米神経科学学会年会
  • Place of Presentation: San Diego国際会議場(米国サンディエゴ市)
  • Year and Date: 2010-11-16
• [Presentation] Deciphering the role of activity-dependent transcription in long-term memory formation (2010)
  • Author(s): Bito H
  • Organizer: 1^<st> HFSP Alumni Meeting
  • Place of Presentation: 東京大学弥生講堂アネックス
  • Year and Date: 2010-10-09
• [Presentation] Dual FRET based analysis of biochemical computation performed by neuronal Ca^<2+> signaling processes (2010)
  • Author(s): Fujii H, Bito H
  • Organizer: 第2回神経フォトニクス先端国際シンポジウム
  • Place of Presentation: Hotel Chateau Laurier (Quebec City, Canada)
  • Year and Date: 2010-09-22
• [Presentation] Synaptic inactivity enhances postsynaptic contents of activity-induced Arcprotein in the neocortex. (2010)
  • Author(s): Okuno H, Kawashima T, Yagishita-Kyo N, Ishii Y, Takemoto-Kimura S, Bito H.
  • Organizer: 第33回日本神経科学学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • Year and Date: 2010-09-04
• [Presentation] Histological and behavioral analyses in CL3/CaMKIgamma-deficient mice. (2010)
  • Author(s): Takemoto-Kimura S, Kamijo S, Horigane S, Suzuki K, Okuno H, Haijima A, Endo T, Takeuchi T, Abe M, Natsume R, Yamazaki M, Mori H, Tohyama C, Sakimura K, Mishina M, Kakeyama K, Bito H.
  • Organizer: 第33回日本神経科学学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • Year and Date: 2010-09-04
• [Presentation] Behavioral characteristics of CLICKIII/CaMKIgamma knockout male micein social and non-social context. (2010)
  • Author(s): Nakata M, Takemoto-Kimura S, Akashi N, Sakamoto T, Kakeyama M, Yamazaki M, Abe M, Natsume R, Sakimura K, Takeuchi T, Mori H, Mishina M, Bito H, Ogawa S.
  • Organizer: 第33回日本神経科学学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • Year and Date: 2010-09-04
• [Presentation] Molecular dissection of the critical role of CRTC 1-CREB in regulating neuronal immediate early gene expression (2010)
  • Author(s): Nonaka M, Kawashima T, Okamura M, Okuno H, Bito H
  • Organizer: 第33回日本神経科学学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • Year and Date: 2010-09-03
• [Presentation] Signaling from the synapse to the nucleus and back to the synapse. (2010)
  • Author(s): Bito H, Kawashima T, Inoue M, Yagishita-Kyo N, Nonaka M, Fujii H, Okuno H.
  • Organizer: 第33回日本神経科学学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • Year and Date: 2010-09-02
• [Presentation] TET OFF lentiviral vectors drive high-level transgene expression in marmoset brains (2010)
  • Author(s): Watakabe A, Takaji M, Nakagami Y, Hioki H, Kaneko T, Kato S, Kobayashi K, Kawashima T, Okuno H, Bito H, Kitamura Y, Yamamori T
  • Organizer: 第33回日本神経科学学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • Year and Date: 2010-09-02
• [Presentation] TET-OFF LENTIVIRAL VECTORS DRIVE HIGH-LEVEL TRANSGENE EXPRESSION IN MARMOSET BRAINS. (2010)
  • Author(s): Watakabe A, Nakagami Y, Takaji M, Hioki H, Kaneko T, Kato S, Kobayashi K, Kawashima T, Okuno H, Bito H, Kitamura Y, Yamamori T.
  • Organizer: 第16回日本遺伝子治療学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 栃木県総合文化センター(栃木県宇都宮市)
  • Year and Date: 2010-07-01
• [Presentation] Transcriptional regulation underlying activity-dependent Arc expression (2010)
  • Author(s): Bito H
  • Organizer: 第5回神経細胞・神経疾患国際カンファレンス
  • Place of Presentation: ブリストル大学(英国ブリストル市)
  • Year and Date: 2010-06-29
• [Presentation] 神経回路制御を司る神経活動依存的遺伝子発現と微細形態変化 (2010)
  • Author(s): 尾藤晴彦
  • Organizer: 第37回日本トキシコロジー学会学術年会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県那覇市)
  • Year and Date: 2010-06-18
• [Presentation] 大脳皮質神経回路形成におけるCaMKK-CaMKIalpha経路の役割 (2010)
  • Author(s): 竹本-木村さやか、上田(石原)奈津実、鈴木敢三、上條諭志、尾藤晴彦
  • Organizer: 神経組織の成長・再生・移植研究会第25回学術集会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学阿倍野キャンパス(大阪市)
  • Year and Date: 2010-05-22