2014 Fiscal Year Research-status Report
神経活動依存的遺伝子発現制御の１分子イメージングによる解析
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25640035
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
菅生 紀之 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (20372625)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 神経科学 / 遺伝子発現制御 / 神経活動 / 1分子イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝子発現において、細胞核内の染色体やクロマチン、転写因子といった分子の動態は３次元空間で高度に制御され神経細胞の振る舞いや分化状態を決定・維持する重要な要因になる可能性が考えられる。神経細胞において電気活動に依存した遺伝子発現は神経回路形成とその可塑的変化に重要であるが、その分子メカニズムに関しては不明な点が多く残されている。本研究では、染色体の遺伝子座と転写因子を含む様々な核内因子の相互作用を１分子レベルの蛍光イメージングで可視化し、詳細に3次元的な核内空間配置と動態をとらえることで新たな観点から神経細胞分化の原理・法則性を明らかにすることを目指している。さらに初期転写産物pre-mRNAを定量的にイメージングすることで転写因子の動態と転写活性を結び付け、転写の場の形成過程を明らかにする。
本年度は、（１）昨年度に取組んだチャネルロドプシンによる神経細胞の刺激前後における神経活動依存的遺伝子発現を制御する転写因子CREBの動態解析の結果をふまえて、これまでNeuro2a細胞株での実験結果から想定してきた転写因子が高頻度に誘導される核内空間場ホットスポットの形成に焦点を当て神経細胞で調べた。その結果、転写因子CREBの電気刺激に応答したホットスポット形成を定量的に解析することができた。（２）転写の場と転写量の定量的ライブイメージングとして、初期転写産物pre-mRNAを定量的にイメージングすることに取組んだが、これまでに十分なデータを得ることはできておらず課題として残された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究を進めていく上で計画していた転写因子CREBの電気刺激に応答したホットスポット形成を光遺伝学の手法と組み合わせることで詳細に解析することが出来たので、概ね目的を達成できたと考えている。しかし、ホットスポットの形成にクロマチン構造が及ぼす効果を解析する実験の開始が遅れ、研究期間を延長することとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策として、現在の研究を継続すると共に転写因子のホットスポット形成にクロマチン構造が及ぼす効果をライブイメージング解析により明らかにすることが必要である。
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| Causes of Carryover |
クロマチンが転写因子のダイナミクスに及ぼす効果のイメージング解析を進める予定であったが、計画が遅れていることからそれに予定していた費用を次年度で使用することとなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験を継続して行い、その経費・研究発表の旅費・研究成果の発表に充てる予定である。
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