新規光応答性シグナル分子によるシナプス記憶情報保存様式の解明

• 研究課題/領域番号: 15H05373
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 基盤・社会脳科学
• 研究機関: 生理学研究所
• 研究代表者: 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)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2016年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2015年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
• キーワード: 光応答性分子 / FRET / 蛍光寿命イメージング / 2光子顕微鏡 / Phototropin / ペプチド / シナプス / 光操作

研究成果の概要

近年、青色光受容体であるPhototropin1のLOV2ドメインを利用して、様々な遺伝子コード型の光応答性分子が開発されてきており、細胞生物学の分野を中心として様々な分野での利用が進められている．そこで我々は、LOV2ドメインを用いて、光応答性キナーゼ阻害ペプチドの開発を行った．さらにこの分子を用いて、海馬神経細胞のシナプスにおいて、1分間程度のCaMKII活性化がシナプスの可塑的変化を惹起するのに十分であることを明らかにした．また、受動的回避テストを用いて、恐怖記憶形成には扁桃体での比較的短時間のCaMKII活性化が重要であり、持続的なCaMKIIの活性化は必要ないことを明らかにした．

研究成果

• [国際共同研究] Max Planck Florida Institute(米国)
• [雑誌論文] 光応答性CaMKII阻害ペプチドの開発とシナプス可塑性研究への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 村越秀治
  • 雑誌名: CLINICAL CALCIUM 巻: 28 ページ: 414-419
• [雑誌論文] Kinetics of Endogenous CaMKII Required for Synaptic Plasticity Revealed by Optogenetic Kinase Inhibitor (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideji Murakoshi, Myung Eun Shin, Paula Parra-Bueno, Erzsebet M. Szatmari, Akihiro C.E. Shibata, Ryohei Yasuda
  • 雑誌名: Neuron 巻: 94 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2017.02.036
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ShadowY: a dark yellow fluorescent protein for FLIM-based FRET measurement (2017)
  • 著者名/発表者名: Murakoshi Hideji、Shibata Akihiro C. E.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/s41598-017-07002-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Activation-dependent rapid postsynaptic clustering of glyicine receptors in mature spinal cord neurons (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakahata Y, Eto K, Murakoshi H, Watanabe M, Kuriu T, Hirata H, Moorhouse AJ, Ishibashi H, Nabekura J
  • 雑誌名: eNeuro 巻: 0194 号: 1 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1523/eneuro.0194-16.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dual observation of the ATP-evoked small GTPase activation and Ca2+ transient in astrocytes using a dark red fluorescent protein (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakahata Y, Nabekura J, Murakoshi H
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 22 号: 1 ページ: 39564-39564
  • DOI: 10.1038/srep39564
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rho GTPase complementation underlies BDNF-dependent homo- and heterosynaptic plasticity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hedrick NG, Harward SC, Hall CE, Murakoshi H, McNamara JO, and Yasuda R.
  • 雑誌名: Nature 巻: 538 号: 7623 ページ: 104-108
  • DOI: 10.1038/nature19784
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A dark green fluorescent protein as an acceptor for measurement of Forster resonance energy transfer by fluorescence lifetime imaging microscopy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Murakoshi H, Shibata AC, Nakahata Y, and Nabekura J
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1038/srep15334
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 二光子蛍光寿命イメージング顕微鏡によるシグナル分子活性計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村越秀治
  • 雑誌名: 顕微鏡 巻: 50 ページ: 106-110
  • 査読あり
• [学会発表] 光らない蛍光タンパク質で細胞内分子活性を見る (2017)
  • 著者名/発表者名: 村越秀治
  • 学会等名: 第2回ルミノジェネティクス研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 2光子蛍光寿命イメージングによる細胞内シグナル伝達解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村越秀治
  • 学会等名: 第39回神経組織培養研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Optogenetic manipulation and imaging of CaMKII-Rho signaling pathway during synaptic plasticity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideji Murakoshi
  • 学会等名: 2017 Yonsei Univ-Korea Univ-NIPS symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spatiotemporal manipulation and imaging of signaling molecules in dendritic spines (2016)
  • 著者名/発表者名: Hideji Murakoshi
  • 学会等名: The 47th NIPS International Symposium
  • 発表場所: 愛知県 岡崎市 岡崎カンファレンスセンター
  • 年月日: 2016-10-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Optogenetic manipulation and imaging of CaMKII-Rho GTPase signaling pathway during synaptic plasticity. (2015)
  • 著者名/発表者名: 村越秀治
  • 学会等名: 第58回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ（埼玉県さいたま市）
  • 年月日: 2015-09-11
  • 招待講演
• [備考] 村越研究室/生理学研究所/MurakoshiLab
  • URL: http://www.nips.ac.jp/multiphoton/
• [備考] 村越研究室
  • URL: http://www.nips.ac.jp/multiphoton/