2021 Fiscal Year Research-status Report
Nanoscale visualization and mechanstic understanding of presynaptic plasticity
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20KK0171
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
坂場 武史 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (80609511)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三木 崇史 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (10598577)
坂本 寛和 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (10837397)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2025-03-31
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| Keywords | シナプス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までにドイツとの国際共同研究で、海馬苔状線維シナプス前終末のcAMP濃度上昇に伴い、伝達物質放出部位付近の局所Ca濃度が上昇し、それによって伝達物質放出量が増大することを、電気生理学、全反射蛍光顕微鏡で明らかにした。特にドイツ側との共同研究により、Caチャネルが短時間のうちにシナプス前終末で集積する可能性をSTED顕微鏡で明らかにした（Fukaya et al., 2021, PNAS）。伝達物質放出部位にあるactive zone scaffoldタンパク質がCaチャネルの密度や、伝達放出部位とのカップリングに重要な役割を果たしていると考えられるが、cAMP依存性可塑性との関係は未だにわかっていない。まず、基礎的な研究を進めるため、本年度はドイツ側のSigrist研究室からactive zone scaffoldタンパク質のKOマウスを入手し、急性スライス標本において、海馬苔状線維シナプス前終末からの直接パッチクランプ法による膜電位固定と膜容量測定法をおこなった。シナプス前終末に脱分極パルスを与えたときのCaチャネル電流や、Ca-伝達物質放出連関をとることにした。これに加えてKOマウスにおける機能タンパク質の分布の変化を超解像光学顕微鏡で解像することを行った。現在この研究を論文としてとりまとめている段階で、2022年度中の公刊を目指すべく努力している。今後は、当該KOマウスにおいてcAMP依存性可塑性が影響を受けているかということを探るとともに、cAMP依存性可塑性の脳神経回路における意義を探る実験を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初に予定していたcAMP依存性可塑性メカニズムの研究に関しては論文公刊し、一定のめどがついたため。今後は回路における意義を明らかにする必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
神経回路におけるcAMP依存性可塑性の意味を明らかにする実験を残り3年で進めていきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
国際共同研究が主目的であり、ドイツに赴いて研究したいところであるが、新型コロナ感染症拡大のため難しく、翌年度に繰り越した。なお、オンラインでの議論などで研究の進捗に大きな問題は生じていない。次年度は、ドイツへの渡航が可能になり次第、渡航旅費として使用するとともに、共同研究のための備品、消耗品使用に用いることを計画している。
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Research Products
(3 results)
