Elucidation of the contribution of the intracellular transport system to the maturation of visual function

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K15196
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Iwata Suguru 筑波大学, 医学医療系, 助教 (80855883)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 視覚臨界期 / 分子モーター / 応答性 / 方位選択性 / グルタミン酸受容体 / Caイメージング / 樹状突起

Outline of Final Research Achievements

The details of the molecular mechanisms within dendrite during the visual critical period remain elusive. In this study, to elucidate the function of the molecular motor KIF5A during the period, I conducted Ca-imaging analysis of neuronal responsiveness and orientation selectivity in mouse with specific genetic manipulation of the visual cortex using AAV. I observed that knockout and overexpression of KIF5A attenuated and restored responsiveness to visual stimuli, respectively, but both knockout and overexpressed cells exhibited reduced orientation selectivity compared to WT cells located in the same visual cortex. These results suggest that molecular mechanisms in which the KIF5A transport within dendrite participates play an important role in maintaining orientation selectivity during the visual critical period.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒトやマウスの視覚野には発達期において臨界期と呼ばれる神経可塑性が一過的に高まる時期が存在し、この時期に正常な神経活動を得られなかった視覚野はうまく機能せず、臨界期を過ぎてしまうと元に戻すことができない。この時期において、神経細胞の生存・機能維持・可塑性に重要な役割をしている分子モーターによる分子機構がどのように関わっているかを調べたことで、本研究はこれまで未知であった神経回路網内の神経突起内メカニズムの解明に寄与する成果を得た。これにより、視覚機能の正常な発達の基盤となる分子機構を理解できると同時に、成熟した脳における視覚機能発達障害の治療法創出に貢献することができると考えられる。