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記憶の形成・維持におけるCaMKIIが構成する自己活性型タンパク質複合体の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H02528
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分46010:神経科学一般関連
研究機関京都大学

研究代表者

実吉 岳郎  京都大学, 医学研究科, 准教授 (00556201)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワードシナプス可塑性 / 記憶 / CaMKII / 分子間相互作用 / 酵素基質複合体 / アクチン細胞骨格 / リン酸化 / 記憶学習 / タンパク質間相互作用 / 自己活性化型タンパク質複合体 / シグナル複合体 / 学習 / Tiam1 / 酵素活性 / 行動 / カルシウム / タンパク質複合体
研究成果の概要

本研究は、シナプス単位の記憶が、Tiam1とCaMKIIからなるRAKECとして形成、維持されるメカニズムとその個体での役割を明らかにした。この成果をもとにわれわれは記憶分子が、タンパク質間相互作用として存在するという新しいコンセプトを提案している。CaMKIIはホモ12量体として存在しているため、Tiam1と結合したCaMKIIは同時に11個の別のRAKECを形成できることになる。今後は、CaMKIIや他のキナーゼが形成するRAKEC分子を同定/解析することにより、一過的な刺激を長期持続シグナルへ変換する分子機構が明らかになり、長期記憶の理解が深まることが期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により分子記憶の一つはCaMKIIとTiam1によって構成されるタンパク質間相互作用として存在する事を示した。CaMKIIは、Rac1活性化だけではなく、様々な情報伝達経路に関わっていることが知られており、今回のTiam1のみならず多くの分子との相互作用が予想される。CaMKIIはシナプスで非常に高い濃度で存在するため、CaMKIIが維持する情報がRAKECを形成する分子間相互作用である事が示唆される。今後は、分子記憶の個体レベルでの検証を続けるとともに、RAKECを新しい創薬ターゲットとした認知症などの新規治療法につなげていくことを期待している。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [国際共同研究] Max Planck Florida Institute/Duke University Medical Center/University of Massachusetts(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Catholic Univ Med Sch(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Florida Inst for Neurosci/University of Massachusetts(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Reciprocal activation within a kinase effector complex: A mechanism for the persistence of molecular memory2021

    • 著者名/発表者名
      Saneyoshi Takeo
    • 雑誌名

      Brain Research Bulletin

      巻: 170 ページ: 58-64

    • DOI

      10.1016/j.brainresbull.2021.01.018

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1.Design, Synthesis and Cellular Uptake of Oligonucleotides Bearing Glutathione-Labile Protecting Groups2019

    • 著者名/発表者名
      Hisao Saneyoshi, Takayuki Ohta, Yuki Hiyoshi, Takeo Saneyoshi, Akira Ono.
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 21 号: 4 ページ: 862-866

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b03501

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reciprocal Activation within a Kinase-Effector Complex Underlying Persistence of Structural LTP.2019

    • 著者名/発表者名
      Saneyoshi T, Matsuno H, Suzuki A, Murakoshi H, Hedrick NG, Agnello E, O'Connell R, Stratton MM, Yasuda R, and Hayashi Y
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 102 号: 6 ページ: 11991210-11991210

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2019.04.012

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Amyloid-β-Dependent Neuronal Circuit Rearrangement in Presymptomatic Alzheimer’s Disease2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuta Kotaro、Saneyoshi Takeo
    • 雑誌名

      Biological Psychiatry

      巻: 86 号: 3 ページ: 167-168

    • DOI

      10.1016/j.biopsych.2019.06.002

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The role of CaMKII-Tiam1 complex on learning and memory2019

    • 著者名/発表者名
      Kojima Hiroto、Rosendale Morgane、Sugiyama Yui、Hayashi Mariko、Horiguchi Yoko、Yoshihara Toru、Ikegaya Yuji、Saneyoshi Takeo、Hayashi Yasunori
    • 雑誌名

      Neurobiology of Learning and Memory

      巻: 166 ページ: 107070-107070

    • DOI

      10.1016/j.nlm.2019.107070

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 記憶分子再考:CaMKIIの新しい活性制御2019

    • 著者名/発表者名
      実吉岳郎
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 51 (14) ページ: 14-17

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A regulatory mechanism of persistence of LTP and memory2020

    • 著者名/発表者名
      Takeo Saneyoshi
    • 学会等名
      UK-Japan Neuroscience symposium 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reciprocal activation within a kinase-effector complex underlying persistence of structural LTP2019

    • 著者名/発表者名
      Takeo Saneyoshi and Yasunori Hayashi
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reciprocal activation within a kinase-effector complex underlying persistence of structural LTP2019

    • 著者名/発表者名
      Takeo Saneyoshi
    • 学会等名
      Current Trends and Future Directions of Synapse-Circuit Plasticity Research
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シナプス機能の増強を維持する記憶のメカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      實吉 岳郎
    • 学会等名
      [脳構築の時計と場][スクラップビルド][マルチスケール脳]ー 合同若手シンポジウム ー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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