2022 Fiscal Year Research-status Report
Unraveling the role of peri-synaptic collagen in ageing with protein engineering
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21KK0134
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
長井 淳 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (60892586)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早野 元詞 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (30593644)
奥田 覚 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 准教授 (80707836)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2025-03-31
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| Keywords | タンパク / 脳 / 老化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ECMはすべての組織に存在する非細胞性の構成要素である。生化学的(分子シグナリング 伝達の誘発・仲介)および生物力学的(物理的な足場)の両面で機能すると考えられている。これまで、ECMをコードする遺伝子を欠損させる研究により、ECM が発達(認知機能獲得)段階でシナプス可塑性に影響を与えることが示されてきた。しかし、老化(認知機能低下)における脳ECMの機能については未解明な点が多く残されている。本研究では、神経科学・ 老化・生物力学をそれぞれ専門とした学際的なチームが、国際共同研究を行うことにより、コラーゲンに代表されるシナプス周囲のECMを観察・操作する技術を研究開発することを目的とする。
この目的を達成するために、二年度目にあたる今年度は、脳内で特定のECMを分解あるいは増強するウイルス遺伝工学系を確立した。記憶を司る脳領域においてこれらウイルスツールが発言していることを確認した。さらに、このツールを発現したマウスに記憶学習タスクをさせたところ、ECM分解をしたマウスは、認知能力が有意に低下することが示された。また、国際共同研究先との議論を目的として、英国へ赴いた。この議論を受けて、組織の力学物性と細胞形態を同時に計測する実験系が必要であると結論づけ、この導入に着手した。これらの準備は次年度に行う実験計画の重要な基盤となる。
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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
COVID-19感染拡大防止の観点から渡航が著しく制限された昨年度とは異なり、今年度は国を跨いだ議論が闊達に行われた。ECMの操作系、マウスモデルの作成、その効果の計測系について実際的な国際共同研究の開始がなされたと判断し、本年度の進捗としては十分であったと評価している。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、今年度に着手した組織の力学物性と細胞形態を同時に計測する実験系を確立し、ECM分解/増強を施した脳組織において当該パラメーターを計測することを目標とする。また、今年度観察されたマウスの認知能力の低下と老化の関連を調べるため、老化モデルマウスにおいてECM関連遺伝子の網羅的な遺伝子発現解析を行う。以上のように、引き続き国際共同研究の要である操作系・観測系の開発を通して、脳回路および認知機能におけるECMの機能を明らかにすることを目的として、実験を進める。
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| Causes of Carryover |
COVID-19感染拡大防止の観点から、渡航はできたものの長期の滞在は健康上の理由で控えることとなった。そのため滞在費を来年度以降に使用することとした。
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