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2020 Fiscal Year Annual Research Report

「個性」創発メカニズム解明のためのシナプスイメージング法の開発と応用

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality
Project/Area Number 19H04898
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

坂本 雅行  京都大学, 生命科学研究科, 特定准教授 (00777865)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Keywords「個性」創発 / 活動イメージング / 生後発達期 / シナプス
Outline of Annual Research Achievements

哺乳類の生後発達期(幼児期―思春期)における親から受ける養育は、子供の「個性」創発に最も大きな影響を与える環境的要因の一つである。本研究では、子供に最も大きな影響を与えるファクターの一つである親の養育行動が「個性」創発に及ぼす影響について明らかにするため、幼児期―思春期において、生きた動物からニューロンの形態や活動を計測するためのイメージング技術の開発をおこなった。
前年度までに、異なる色(緑、赤)の高感度・高速カルシウムセンサーを用いてシナプス前細胞(Pre)の軸索とシナプス後細胞(Post)の樹状突起の活動を同時に計測する生体Pre-Postイメージングの確立に成功している。令和2年度は、この技術を応用して、マウスの生後発達期における大脳皮質2/3層のシナプスの形態および活動変化を経時的な観察をおこなった。その結果、軸索の活動パターンは発達段階に応じて変化することが明らかとなった。生後発達期初期で観察された軸索の自発発火は、時間の経過とともにその同期性ならびに発火頻度が有意に減少することが明らかとなった。また、生後発達期初期における軸索末端のカルシウムの変動とそれに伴う軸索の伸長について、長時間にわたって可視化および定量化することに成功した。さらに、赤色カルシウムセンサーを用いたトランスジェニックマウスを新たに作製し、生後発達期におけるニューロンの活動計測に利用可能なラインを新たに樹立することができた。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Comparative Studies of the Fluorescence Properties of Microbial Rhodopsins: Spontaneous Emission Versus Photointermediate Fluorescence2020

    • Author(s)
      Kojima Keiichi、Kurihara Rika、Sakamoto Masayuki、Takanashi Tsukasa、Kuramochi Hikaru、Zhang Xiao Min、Bito Haruhiko、Tahara Tahei、Sudo Yuki
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 124 Pages: 7361~7367

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.0c06560

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Characterizing and engineering microbial rhodopsins for genetically encoded voltage indicator.2020

    • Author(s)
      Masayuki Sakamoto, Xiao Min Zhang, Rika Kurihara, Keiichi Kojima, Yuki Sudo, Haruhiko Bito
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
  • [Presentation] 膜電位感受性プローブの開発とその応用2020

    • Author(s)
      坂本雅行
    • Organizer
      鹿児島大学医歯学総合研究科セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Imaging voltage in neurons with genetically encoded indicators.2020

    • Author(s)
      Masayuki Sakamoto
    • Organizer
      生理研記憶研究会 “Synapse and System Plasticity of Learning and Memory”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Genetically encoded voltage indicators and their application.2020

    • Author(s)
      Masayuki Sakamoto
    • Organizer
      遺伝研研究会「哺乳類脳の機能的神経回路の構築メカニズム」
    • Invited

URL: 

Published: 2021-12-27  

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