2023 Fiscal Year Annual Research Report
遺伝子コード型光応答性分子によるiPlasticityメカニズム解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Inducing lifelong plasticity (iPlasticity) by brain rejuvenation: elucidation and manipulation of critical period mechanisms |
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| Project/Area Number |
23H04244
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
村越 秀治 生理学研究所, 脳機能計測・支援センター, 准教授 (90608142)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | シナプス / 光遺伝学 / 遺伝子発現 / DNAマイクロアレイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳内では記憶や学習に応じてシナプス形成やシナプス後部を形成するスパインの体積の増大が見られることが分かっており、このような可塑性が海馬で起こる時期を研究代表者らは海馬の臨界期と定義している。我々は最近、光照射でシナプスの可塑的変化を誘起（induced plasticity：iPlasticity）することが可能な光応答性分子Photoactivatable CaMKII (paCaMKII)の開発に成功した。本研究では、光応答性CaMKIIによるiPlasticityが起こる過程で発現する遺伝子のマイクロアレイによる同定を進めている。現在までに、光応答性CaMKIIをコードするアデノ随伴ウイルスの作製を進め、大脳皮質神経細胞の分散培養の系paCaMKIIを青色光で活性化したときに発現する遺伝子群の同定に成功している。また、現在までに海馬スライスを用いて、より生理状態に近い環境でpaCaMKIIを活性化した時の遺伝子発現変化を調べる系を立ち上げている。
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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
当初の計画通り、paCaMKIIを発現する分散大脳皮質神経細胞でDNAマイクロアレイにより発現変化遺伝子群の同定に成功している。また、海馬スライスでの系も順調に立ち上げが進んでおり、研究は極めて順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は海馬スライスでのDNAマイクロアレイによりpaCaMKII活性化後の発現変化遺伝子群の同定を進める。また、paCaMKIIをスパイン内に特異的に局在させる新規プローブの開発や発現増加した遺伝子のFRETセンサーを開発も進める。
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[Journal Article] Imaging single CaMKII holoenzymes at work by high-speed atomic force microscopy.2023
Author(s)
Tsujioka S, Sumino A, Nagasawa Y, Sumikama T, Flechsig H, Puppulin L, Tomita T, Baba Y, Kakuta T, Ogoshi T, Umeda K, Kodera N, Murakoshi H, Shibata M.
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Journal Title
Science Advances
Volume: 9(26)
Pages: eadh1069
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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