| 研究課題/領域番号 |
20H00519
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分51:ブレインサイエンスおよびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
谷本 拓 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70714955)
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| 研究分担者 |
近藤 周 東京理科大学, 先進工学部生命システム工学科, 准教授 (90408401)
市之瀬 敏晴 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (20774748)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2022年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2021年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
2020年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
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| キーワード | 翻訳制御 / 記憶 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
今から50年以上前、学習後のタンパク質合成が記憶の安定化に重要であることが報告された。しかし、翻訳されるべきタンパク質が何であり、神経系のどの細胞でどのように機能することで記憶が長期化するかは未解明のままである。本研究はショウジョウバエの匂い報酬記憶をモデルに、記憶の長期化を司る分子メカニズムの解明を目指す。具体的には、学習後に翻訳される候補タンパク質を細胞種特異的に同定する。細胞種特異的な遺伝子発現操作により、記憶の長期化に関わる実行因子を特定する。さらに、実行因子の動態を細胞種特異的に可視化、操作する遺伝学的技術を確立し、タンパク質の発現レベルと細胞内局在の機能的意義を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究はショウジョウバエの神経活動に依存して翻訳される候補タンパク質を細胞種特異的に同定することを目的とした。今年度は、ショウジョウバエ脳内の神経細胞およびグリア細胞におけるトランスラトームを基に、リボソームプロファイリングから得られた成果を論文化した（Ichinose et al., eLife. 2023）。本論文では、イオンチャネルや神経伝達物質受容体など、神経伝達に必要なタンパク質の翻訳効率が神経細胞では高い一方で、グリア細胞では低く保たれていることを示した。また、これらmRNAのリボソームフットプリントの分布がグリア細胞では5' 非翻訳領域（untranslated region：UTR）に著しく偏っていることを見出し、グリア細胞において5' UTRが選択的な翻訳抑制に重要であることを証明した。このことは、mRNAの翻訳制御が細胞種の機能多様性に寄与していることを示唆している。さらに、この細胞種特異的リボソームプロファイリング技術と光遺伝学的技術を用いて、神経刺激依存的に翻訳活性が上昇するタンパク質群を同定した。これらの活動依存的に翻訳される遺伝子の配列解析により、多くの遺伝子種の5' UTRに共通したモチーフが存在することを見出した。この発見から、神経細胞が一連のタンパク質群を迅速に合成することで可塑性を誘導することが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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