Regulatory mechanisms of synaptic protein accumulation and maintenance during memory formation.

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02595
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46030:Function of nervous system-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Saneyoshi Takeo 京都大学, 医学研究科, 准教授 (00556201)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細川 智永 京都大学, 医学研究科, 講師 (30602883)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: シナプス / 記憶 / CaMKII / 液－液相分離 / リン酸化 / アクチン細胞骨格 / コフィリン / 長期増強

Outline of Final Research Achievements

To maintain local protein phosphorylation, we found that CaMKII induces liquid-liquid phase separation (LLPS) with the glutamate receptor GluN2B subunit to achieve spatial separation of phosphorylation and molecular activities of the cofilin protein by a mechanism that includes cofilin kinase LIMK1 but excludes phosphatase, slingshot. During long-term potentiation (LTP), we found that the gradient of molecular activity of the cofilin protein is achieved by an LLPS mechanism that incorporates kinases but excludes phosphatases in neurons. This mechanism may be one of the molecular mechanisms that persists synaptic structural plasticity.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我々ヒト個人を個人たらしめるのが記憶である。しかし、記憶がとのように維持されているのかはまだわかっていない。我々は記憶の素子であるシナプスにどのような形で情報が保存されているのか、その一端を明らかにした。実際の記憶は脳内の神経回路網に保持されると考えられているが、本研究の成果は、脳内のどこへ記憶が貯蔵されているかの手がかりとなる可能性がある。また、分子機構がわかると、記憶の維持に関わる疾患に対する治療法の開発や創薬へとつながっていくと期待される。