2023 Fiscal Year Annual Research Report
シナプス前性の生物学的液相分離とシナプス機能の因果関係の解明
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21H02584
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
三木 崇史 秋田大学, 医学系研究科, 教授 (10598577)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | シナプス / シナプス小胞 / 神経伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シナプスは脳機能の基盤となる素子で、シナプスの機能変化は脳の柔軟性を作りだしている。シナプス機能に関わる分子群の研究は進んだが、未だに分子－機能間にはギャップがある。近年、生体分子が生物学的液－液相分離することが明らかにされてきた。そこで本研究では、シナプス伝達に関わる分子の液相分離状態を観察し解析することで、分子－機能間ギャップを埋めることを研究目的とした。
まずシナプス小胞の集積に着目した研究を行い、昨年度までに、アクティブゾーン上で局所的に集積するシナプス小胞が、高頻度で持続的なシナプス伝達に重要であることをイメージングと電気生理で明らかにした。また、シナプス小胞の局所的な集積がアクチンフィラメント依存的であることを明らかにした。本年度はこの研究に関連して、アクチンフィラメントとアクティブゾーンやシナプス小胞との位置関係をナノメートルスケールで調べ、アクチンフィラメンがアクティブゾーンやシナプス小胞を囲むように配置していることを見出した。今年度までの実験結果を論文としてまとめ投稿し、現在リバイス中である（Miki et al., PNAS in revision）。
また、エキソサイトーシスに関わるタンパク質の集積に着目した研究も昨年度より行っている。本年度は研究遂行のための技術開発を昨年度に引き続き行った。タンパク質自身が持つ自律的な集積能を調べるため、培養細胞を用いた1分子イメージング法を確立した。昨年度確立したシナプス前部での内在性タンパク質の蛍光イメージング法と合わせて、シナプス前部でのタンパク質の液－液相分離機序に迫るためのin vitro、in vivo実験系を共に確立できた。
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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
本年度5月に研究代表者の異動があり、当初予定していた本年度中の論文公表には間に合わなかったが、新たな所属先での研究室の立ち上げが完了し、現在では論文のリバイスを行う準備が整っており論文公表への見通しが立っている。本年度は、当初予定していなかった新たなin vitro実験系の立ち上げを行う事ができ実験データも得られつつあるため、トータルでは研究は順調に進んでいると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
論文改訂のための追加実験を行い再投稿し、論文を公表する。また昨年度と本年度確立した実験系を用いてエキソサイトーシス関連分子の液相分離機序について研究を進める。
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