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2015 Fiscal Year Annual Research Report

脳の“センサス”:記憶解明の分子基盤構築

Research Project

Project/Area Number 24240059
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

西垣 功一  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10107378)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 哲也  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (00195794)
弥益 恭  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60230439)
大倉 正道  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70369172)
中井 淳一  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (80237198)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords分子基盤技術 / マイクロキューブ / 新型マイクロアレイMMV / 高感度タンパク検出 / 高感度DNA変異検出 / 脳のセンサス / pepELISA / ゼブラフィッシュ脳
Outline of Annual Research Achievements

最終年度として当初に計画した中心的技術の実践については下記の主幹部分を遂行することができた。総じて、適当な生育段階のゼブラフィッシュおよびマウスを取得し、その脳微小領域(1mm3)を試料としてLMD等により、微小塊【0.2×0.2×0.05 mm3】を作成し、改良100マスマイクロアレイに充填し、タンパク質抽出などの微量・並列・多段階処理・検出の方法を確立し、実践した。(1)DNA検出:本研究で確立したMMV-GP法によるDNA解析を実践し、体軸に直交する切片について腹側と背側で有意に異なるDNAパターンや体軸方向で離れた切片の距離相応DNAパターン変化を観察するなど、新規な観察に成功した。当然ながら、一個体内で近接する細胞間のゲノムDNAに有意かつ系統的な変化が存在するという報告はこれまでない。このような解析が可能な系が確立したといえる。(2)タンパク質検出:今回、多くの準備段階を経て、最終的にゼブラフィッシュ微小脳領域における特定の発現パターンの検出(NM23、CREB1a、p38αに関して)に至ったが、その検出までには、その前段階として抗体に頼らずに、NM23、CREB1a、p38αそれぞれに結合するペプチドを新規に選択するという長いプロセスを成功させる必要があった。本研究の中で、それ以外にMGMT、カテプシンE、Aβ42等に結合するペプチド (それぞれ2種) 取得にも成功し、さらにMMVの中でそれらをコードするDNAから微量・多並列に試験管内タンパク合成する技術開発が必要であるが、それに成功した。従って、この技術を用いて脳(あるいは他の組織)の微小領域における関連タンパク質の発現状態を検出可能となった。 本研究は、予想外に多くの検討を重ねる必要性から、最終的に方法的完成に届いたので、今や、膨大な実験を要求されはするが、分子レベルで記憶現象に迫る研究が現実化した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (29 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Expression of moloney murine leukemia virus reverse transcriptase in a cell-free protein expression system.2016

    • Author(s)
      Katano Y, Hisayoshi T, Kuze I, Okano H, Ito M, Nishigaki K, Takita T, Yasukawa K
    • Journal Title

      Biotechnology Lett.

      Volume: 未定 Pages: 未定

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Posterior-anterior gradient of zebrafish hes6 expression in the presomitic mesoderm is established by the combinatorial functions of the downstream enhancer and 3'UTR.2016

    • Author(s)
      Kawamura A, Ovara H, Ooka Y, Kinoshita H, Hoshikawa M, Nakajo K, Yokota D, Fujino Y, Higashijima S, Takada S, Yamasu K.
    • Journal Title

      Dev. Biol. (Developmental Biology)

      Volume: 409 Pages: 543-554

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2015.11.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Brain volumetry: a quantitative approach for detecting region-specific structural abnormalities.2015

    • Author(s)
      Sawada K, Saito S, Horiuchi-Hirose M, Sato C, Aoyama J, Kobayashi T.
    • Journal Title

      Congenit Anom.

      Volume: 55 Pages: 71-72

    • DOI

      10.1111/cga.12094

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 2光子イメージング法での神経発火活動の検出に適した蛍光カルシウムプローブ蛋白質の比較検討.2016

    • Author(s)
      大倉正道, Borbala Podor, Yi-ling Hu, Roger Croll, Alan Fine, 中井淳一
    • Organizer
      第89回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-03-09 – 2016-03-11
  • [Presentation] Novel-Concept Microarray Technology (MMV): Realization of functional peptide screenings.2016

    • Author(s)
      Koichiro Kitamura, Tatsuya Furukawa, Naoki Takeuchi, Takuto Saiki, Aya Hongo, Motoki Iwano, Yuuki Masubuhi, and Koichi Nishigaki
    • Organizer
      The 8th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences,“Biomolecule-Based Medicinal Science: Featuring Mid-Size Drugs”,
    • Place of Presentation
      武田製薬中央研修センター(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2016-01-21 – 2016-01-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Involvement of Ca2+ influx in the TRH-induced RPL release from the pituitary gland of the bullfrog.2015

    • Author(s)
      K. Yamada, A. Urabe, Y. Hashida, A. Minagawa, M. Nakano, H. Shindo, I. Hasunuma, K. Yamamoto, S. Kikuyama and T. Kobayashi.
    • Organizer
      第40回日本比較内分泌学会・第40回日本比較内分泌学会・日本比較生理生化学会第37回大会 合同大会
    • Place of Presentation
      JMSアステールプラザ(広島市)
    • Year and Date
      2015-12-11 – 2015-12-13
  • [Presentation] Expression of fowlicidin 1-3 mRNAs in the quail (Coturnix japonica) bursa of Fabricius.2015

    • Author(s)
      Takumi Ikeda, Daiki Nunomura, Hirotada Kondo, Hiroyuki Furudate, Itaru Hasunuma, Shawichi Iwamuro, Sakae Kikuyama and Tetsuya Kobayashi.
    • Organizer
      第40回日本比較内分泌学会・第40回日本比較内分泌学会・日本比較生理生化学会第37回大会 合同大会
    • Place of Presentation
      JMSアステールプラザ(広島市)
    • Year and Date
      2015-12-11 – 2015-12-13
  • [Presentation] 「新コンセプトマイクロアレイMMVとシステム生物学」2015

    • Author(s)
      西垣功一
    • Organizer
      BMB2015(日本生化学会・分子生物学会合同年会)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場 (神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
    • Invited
  • [Presentation] MMLV逆転写酵素の無細胞タンパク質合成系での発現2015

    • Author(s)
      片野裕太,久好哲郎,久世郁実,岡野啓志, 伊東昌章,西垣功一, 滝田禎亮,保川清
    • Organizer
      BMB2015(日本生化学会・分子生物学会合同年会)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場 (神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] ゼブラフィッシュ脳の4次元的組織断片(mc)解析法の開発と応用2015

    • Author(s)
      増渕 祐基、河 東明、渡邊 宇啓、鈴木 美穂、弥益 恭、西垣 功一
    • Organizer
      BMB2015(日本生化学会・分子生物学会合同年会)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場 (神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] Recombination-driven protein evolution strategy "Progressive Library Method": Its success with no exception2015

    • Author(s)
      Koichi Nishigaki, Taito Kuroda, Sunita Ghimire Gautum, Yuki Masubuchi, Motoki Iwano, Naoki Takeuchi, Tatsuya Furukawa, Koichiro Kitamura,
    • Organizer
      BMB2015(日本生化学会・分子生物学会合同年会)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場 (神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] 記憶関連因子CREBの脳内局所空間における発現分布の解析システム開発2015

    • Author(s)
      竹内尚紀 鈴木美穂 西垣功一
    • Organizer
      BMB2015(日本生化学会・分子生物学会合同年会)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場 (神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] MAPキナーゼp38αのゼブラフィッシュ脳内発現分布のmcアレイ解析2015

    • Author(s)
      古川 達也、鈴木 美穂、西垣 功一
    • Organizer
      BMB2015(日本生化学会・分子生物学会合同年会)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場 (神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] Development of the cholinergic neuron system and its regulation in the embryonic zebrafish brain.2015

    • Author(s)
      Honoka Ohnuki, Minoru Takahashi, Sachiko Tsuda, Koichi Kawakami, and Kyo Yamasu
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] G-CaMP7発現マウス大脳皮質脳細胞活動の細胞-領野スケール長期イメージング実験解析法.2015

    • Author(s)
      茂木優貴, 安藤恵子, 沖篤志, 岩井陽一, 毛内拡, 平瀬肇, 大倉正道, 中井淳一
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] 生細胞イメージングに向けた抗CD3抗体結合CdSe/ZnS 量子ドットのエンドサイトーシスの検討2015

    • Author(s)
      宇高光, 福田武司, 鈴木美穂, 大倉正道, 中井淳一, 鎌田憲彦
    • Organizer
      第24回日本バイオイメージング学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • Year and Date
      2015-09-26 – 2015-09-28
  • [Presentation] Integrative Control of Brain Regionalization and Neurogenesis in Vertebrate Embryos.2015

    • Author(s)
      Chihiro Inomata, Yukiko Nakayama, Sachiko Tsuda and Kyo Yamasu
    • Organizer
      21th Japanese Medaka Zebrafish Meeting
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-19 – 2015-09-20
  • [Presentation] Comprehensive Analysis of the Downstream Genes of pou2/pou5f3, a Class V POU Transcription Factor Gene, during Vertebrate Embryogenesis.2015

    • Author(s)
      Masaaki Ikeda, Yukiko Nakayama and Kyo Yamasu
    • Organizer
      21th Japanese Medaka Zebrafish Meeting
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-19 – 2015-09-20
  • [Presentation] Development of the Cholinergic System and Its Regulation in Zebrafish Embryos.2015

    • Author(s)
      Honoka Ohnuki, Minoru Takahashi, Sachiko Tsuda, Koichi Kawakami and Kyo Yamasu
    • Organizer
      21th Japanese Medaka Zebrafish Meeting
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-19 – 2015-09-20
  • [Presentation] First success in selection of functional peptides using a novel concept microarray MMV-A breakthrough for cell-based screenings2015

    • Author(s)
      Koichi Nishigaki, Tatsuya Furukawa, Naoki Takeuchi, Takuto Saiki, Aya Hongo, Motoki Iwano, Yuuki Masubuhi, and Miho Suzuki
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス(金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] Probing the developmental process of functional circuitry in the cerebellum: an all-optogenetic approach in zebrafish.2015

    • Author(s)
      Sachiko Tsuda and Kyo Yamasu
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [Presentation] Real-time visualization of neuronal activity in zebrafish and C. elegans.2015

    • Author(s)
      Nakai J, Ohkura M, Kagawa-Nagamura Y, Muto A, Inoue M, Bito H, Kawakami K, Gengyo-Ando K
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-28 – 2015-07-31
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] G-CaMP7を大脳皮質に発現するマウスを用いた神経活動のミクロマクロ解析法.2015

    • Author(s)
      茂木優貴, 安藤恵子, 沖篤志, 岩井陽一, 毛内拡, 平瀬肇, 大倉正道, 中井淳一
    • Organizer
      第132回日本薬理学会関東部会
    • Place of Presentation
      明海大学浦安キャンパス(千葉県浦安市)
    • Year and Date
      2015-07-04 – 2015-07-04
  • [Presentation] Dynamic migratory behaviors of gbx2-expressing cells during brain compartmentalization -4D imaging in zebrafish embryos.2015

    • Author(s)
      Sachiko Tsuda and Kyo Yamasu
    • Organizer
      第48回日本発生生物学会年会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議センター(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-06-02 – 2015-06-05
  • [Book] ゼブラフィッシュの発生遺伝学2015

    • Author(s)
      弥益 恭
    • Total Pages
      194
    • Publisher
      裳華房
  • [Book] Optogenetic manipulation and probing. 『Optogenetics: light-sensing proteins and their applications』Part 2, Chapter 92015

    • Author(s)
      Ohkura M, Sadakari J, Nakai J
    • Total Pages
      409(Ohkura,Sadakari,Nakai共著:pp.133-148)
    • Publisher
      Springer
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 機能性ペプチドをコードするDNAの探索方法及び機能性ペプチドの調製2015

    • Inventor(s)
      西垣功一、斉木拓人、本江彩、神山諒平、鈴木美穂、北村幸一郎
    • Industrial Property Rights Holder
      埼玉大学、株式会社ジェナシス
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-178431
    • Filing Date
      2015-09-10
  • [Patent(Industrial Property Rights)] Head-to-Head架橋を用いるmRNAディスプレイ法2015

    • Inventor(s)
      西垣功一、本江彩、鈴木美穂、北村幸一郎
    • Industrial Property Rights Holder
      埼玉大学、株式会社ジェナシス
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-202867
    • Filing Date
      2015-10-14
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 「可変焦点レンズ」2015

    • Inventor(s)
      中井淳一, 今井欽之
    • Industrial Property Rights Holder
      埼玉大学, 日本電信電話株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-137266
    • Filing Date
      2015-07-08

URL: 

Published: 2017-01-06  

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