前初期遺伝子産物Arcのスパイン制御機構の解析

• 研究課題/領域番号: 19500263
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 奥野 浩行 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (80272417)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2008年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2007年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 分子・細胞神経科学 / シナプス可塑性 / 脳・神経 / シグナル伝達 / シナプス / 遺伝子 / 長期記憶 / 海馬 / 活動依存的遺伝子発現 / 後シナプス肥厚部 / 前初期遺伝子 / 記憶

研究概要

神経特異的前初期遺伝子の産物であるArcは、長期シナプス可塑性および長期記憶形成に必須な分子である。本研究ではArcの発現制御機構およびシナプスにおける動態・機能制御機構を解析し、以下の成果を得た。1. Arc蛋白のスパイン局在はPSDタンパクとの相互作用によってシナプス活動依存的に制御されることが明らかになった。2. Arc遺伝子の神経活動依存的発現の分子機構を解明した。この応用して神経活動依存的な遺伝子発現レポーターを構築し、個体動物において脳活動の可視化に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] A synaptic activity-responsive element in the Arc/Arg3.1 promoter essential for synapse-to-nucleus signaling in activated neurons (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawashima T, Okuno H, Nonaka M, Adachi-Morishima A, Kyo N, Okamura M, Takemoto-Kimura S, Worley PF , Bito H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106 ページ: 316-321
  • 査読あり
• [雑誌論文] A synaptic activity-responsive element in the Arc/Arg3.1 promoter essential for synapse-to-nucleus signaling in activated neurons. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawashima T, Okuno H, Nonaka M, Adachi-Morishima A, Kyo N, Okamura M, Takemoto-Kimura S, Worley PF and Bito H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106 ページ: 316-321
  • 査読あり
• [雑誌論文] シナプス機能とPSD構築を制御する分子機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 尾藤晴彦、野中美応、布施俊光、藤井哉、竹本-木村さやか、奥野浩行
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 53 ページ: 418-423
• [雑誌論文] Regulation of dendritogenesis via a lipid-raft-associated Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase CLICK-III/CaMKl gamma (2007)
  • 著者名/発表者名: Takemoto-Kimura S, Ageta-Ishihara N, Nonaka M, Adachi-Morishima A, Mano T, Okamura M, Fujii H, Fuse T, Hoshino M, Suzuki S, Kojima M, Mishina M, Okuno H, Bito H.
  • 雑誌名: Neuron 54 ページ: 755-770
  • 査読あり
• [学会発表] Synaptic activity-dependent regulation of neuronal immediate-early gene Arc/Arg3.1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Kawashima T, Adachi-Morishima A, Okamura M, Bito H
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会(BMB2008)
  • 発表場所: 神戸(口頭発表およびポスター)
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Critical genomic sequences for synaptic activity-dependent expression of the Arc gene (2008)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Kawashima T, Adachi-Morishima A, Okamura M, Worley P, Bito H
  • 学会等名: Soc. Neurosci. Abstr. 38.12, 第38回北米神経科学学会年会
  • 発表場所: Washington DC, USA. Poster
  • 年月日: 2008-11-15
• [学会発表] Critical genomic sequences for synaptic activity-dependent expression of the Arc gene. (2008)
  • 著者名/発表者名: Okuno, H., Kawashima, T., Adachi-Morishima, A., Okamura, M., Worley, P., Bito, H
  • 学会等名: 38回北米神経科学学会年会
  • 発表場所: Washington DC, USA.
  • 年月日: 2008-11-15
• [学会発表] 可塑性関連遺伝子Arcの活動依存的発現調節を担うゲノムエレメントの同定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 奥野浩行、川島尚之、安達-森島亜希、岡村理子、尾藤晴彦
  • 学会等名: 第51回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 富山(口頭発表)
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] Regulation of synaptic localization of Arc protein through interaction with Ca2+/calmodulin-dependent kinase II beta (2008)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Kawashima T, Nonaka M, Takemoto-Kimura S, Fujii H, Chowdhury S, Worley P, Bito H
  • 学会等名: 6th FENS Forum 2008
  • 発表場所: Geneva, Switzerland, Poster
  • 年月日: 2008-07-16
• [学会発表] Regulation of synaptic localization of Arc protein through interaction with Ca2+/calmodulin-dependent kinase II beta (2008)
  • 著者名/発表者名: Okuno H., Kawashima T, Nonaka M., Takemoto-Kimura S, Fujii H., Chowdhury S., Worley P. F., Bito H.
  • 学会等名: 6th FENS Forum
  • 発表場所: Geneva, Switzerland
  • 年月日: 2008-07-16
• [学会発表] A novel synaptic activityresponsive element of the Arc promoter (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawashima T, Okuno H, Okamura M, Bito H
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会(Neuroscience 2008)
  • 発表場所: 東京(口頭発表)
  • 年月日: 2008-07-09
• [学会発表] Quantitative imaging for elucidating neuronal signal transduction mechanisms (2007)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Fujii H, Nonaka M, Ageta-Ishihara N, Fuse T, Takemoto-Kimura S, Bito H
  • 学会等名: 第30回日本分子生物年会・第80回日本生化学会大会・合同大会(BMB2007)
  • 発表場所: 横浜. Zeiss Lunchon symposium(口頭発表)
  • 年月日: 2007-12-14
• [学会発表] Regulation of PSD complex by neuronal activity (2007)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Fujii H, Fuse T, Nonaka M, Takemoto-Kimura S, Bito H
  • 学会等名: 第30回日本分子生物年会・第80回日本生化学会大会・合同大会(BMB2007)
  • 発表場所: 横浜. Symposium
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] Neonatal isolation induces susceptibility to learned helplessness through the decrease in LIMK1 in the adult rat hippocampus (2007)
  • 著者名/発表者名: Morinobu S, Takahashi T, Iwamoto Y, Kawano K-I, Yamawaki S, Okuno H, Bito H
  • 学会等名: Soc. Neurosci. Abstr. 501.2.第37回北米神経科学学会年会
  • 発表場所: San Diego, USA. Poster
  • 年月日: 2007-11-05
• [学会発表] Synaptic targeting of Arc via high affinity interaction with Ca^<2+>/calmodulin-dependent kinase II beta (2007)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Naruse H, Kawashima T, Fujii H, Nonaka M, Chowdhury S, Worley P, Bito H
  • 学会等名: Soc. Neurosci. Abstr. 221.3, 第37回北米神経科学学会年会
  • 発表場所: San Diego, USA. Slide
  • 年月日: 2007-11-04
• [学会発表] Synaptic targeting of Arc via high affinity interaction with Ca^<2+>/calmodulin-dependent kinase II beta. (2007)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Naruse H, Kawashima T, Fuji H, Nonaka M, Chowdhury S., Worley P, Bito H
  • 学会等名: 第37回北米神経科学学会年会
  • 発表場所: San Diego, USA.
  • 年月日: 2007-11-04
• [学会発表] Regulation of Arc localization at synapses via interaction with CaMKII beta (2007)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Naruse H, Kawashima T, Fujii H, Chowdhury S, Worley P, Bito, H
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会(Neuro2007)
  • 発表場所: 横浜(口頭発表)
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] Regulation of Arc localization at synapses via interaction with CaMKII beta. (2007)
  • 著者名/発表者名: OkunoH, Naruse H, Kawashima T, Fujii H, Chowdhury S, Worley P, Bito, H
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] Regulation of Arc/Arg3.1localization in dendritic spines via interaction with Ca^<2+>/Calmodulin-dependent kinase II (2007)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Fujii H, Naruse H, Kawashima T, Worley P, Bito H
  • 学会等名: 7^<th> HFSP Awardee Meeting
  • 発表場所: Brisbane, Australia, Poster
  • 年月日: 2007-07-19
• [学会発表] Regulation of Arc/Arg3.1 localization in dendritic spines via interaction with Ca^<2+>/Calmodulin-dependent kinase II. (2007)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Fujii H, Naruse H, Kawashima T, Worley P, Bito H
  • 学会等名: 7th HFSP Awardee Meeting
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2007-07-19
• [学会発表] Visualization of activity-dependent protein synthesis in dendritic regions of neurons (2007)
  • 著者名/発表者名: Okuno H.
  • 学会等名: 1st International Symposium on Nanomedicine-from Basic to Applications-(ISNM2007)/2nd Molecule-Based Information Transmission and Reception (MB-ITR2007)
  • 発表場所: Okazaki, Japan. Slide (invited)
  • 年月日: 2007-04-21
• [学会発表] Optical analysis of activity-dependent protein synthesis in dendritic regions of neurons (2007)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Naruse H, Bito H
  • 学会等名: 2^<nd> International workshop on Approaches to Single-Cell Analysis
  • 発表場所: Tokyo, Japan. Poster
• [図書] 情報素子としてのシナプス-構造・機能ならびに新たな疾患制御標的としての意義-(ナノメディシン, 宇理須恒雄) (2008)
  • 著者名/発表者名: 奥野浩行、藤井哉、尾藤晴彦
  • 出版者: オーム社、東京
• [図書] Activity-dependent gene regulation : How do synapses talk to the nucleus and fine-tune neuronal outputs(M. Zhuo)(Molecular Pain) (2008)
  • 著者名/発表者名: Bito H, Takemoto-Kimura S, Okuno H.
  • 出版者: Molecular Pain(Springer)
• [図書] Activity-dependent gene regulation: How do synapsestalk to the nucleus and fine-tune neuronaloutputs?"Molecular Pain" (M.Zhuo, Ed) (2008)
  • 著者名/発表者名: Bito H, Takemoto-Kimura S, Okuno H
  • 出版者: Springer
• [図書] 情報素子としてのシナプス-構造・機能ならびに新たな疾患制御標的としての意義-inナノメディシン宇理須恒雄 編 (2008)
  • 著者名/発表者名: 奥野浩行、藤井哉、尾藤晴彦
  • 出版者: オーム社
• [備考] 2009年1月15日朝日新聞(近畿版)「記憶のきっかけDNA配列発見」雑誌掲載論文(Kawashima T, Okuno H,Nonaka M, Adachi-Morishima A, Kyo N,Okamura M, Takemoto-Kimura S, Worley Pfand Bito H. Proc. Natl. Acad. Sci. USA,106, 316-321, 2009.)に関しての研究内容紹介記事。
• [備考]
  • URL: http://www.neurochem.m.u-tokyo.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.neurochem.m.u-tokyo.ac.jp/