Elucidation of molecular mechanisms underlying calcium-dependent neural circuit formation and its control of brain function

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03339
• 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: Nagoya University
• Principal Investigator: Sayaka Takemoto-Kimura (木村さやか) 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (70372365)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 回路形成 / カルシウム / リン酸化酵素 / 神経細胞移動

Outline of Final Research Achievements

In order to elucidate the role of the calcium-dependent pathway in the formation of neural circuits in immature neurons, we conducted multifaceted research, including analyzing a genetically modified mouse and slice imaging. In particular, we focused on the calcium-dependent phosphorylation pathway and clarified the molecular mechanism by which the calcium-dependent phosphorylation pathway controls neurite outgrowth. We also discovered a new variant in calcium channels that also contributes to circuit formation that may contribute to the pathogenesis of mental disorders in humans.

Free Research Field

分子神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、カルシウム依存的シグナル伝達経路による神経回路形成制御機構とその異常のもたらす脳機能変化について研究を行った。本経路は、成熟した神経回路の可塑的変化において重要な役割を担うとされるが、神経回路形成の途上にある未成熟の神経細胞における役割は不明な点が多い。一方で、本経路の異常が精神疾患の素地になるともされるため、その解明は喫緊の課題である。本研究により、回路形成の分子メカニズムが進むとともに、精神疾患の発症においても本経路が重要な役割を担うことが示唆された。