| 研究課題/領域番号 |
22K19355
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分46:神経科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
三國 貴康 新潟大学, 脳研究所, 教授 (90786477)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | ゲノム編集 / 分子イメージング / 1細胞 / イメージング / 樹状突起 / シナプス / 神経細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
神経細胞では、外部入力に機動的に対応するために樹状突起でタンパク質を局所合成する。このような局所合成は神経活動依存的なシナプスの変化に重要だが、局所合成の実体には不明な点が多い。とくに、樹状突起内のどこにmRNAが存在し、神経活動に伴って新規に生合成されるタンパク質が樹状突起内でどのように振舞うかという時空間情報は、脳組織内ではほとんどわかっていない。そこで本研究では、脳組織内で内在性のmRNAおよびタンパク質の細胞内局在を同時イメージングする方法を開発し、神経活動依存的にシナプスが変化する際のmRNAおよびタンパク質の両方の時空間動態を単一シナプスレベルの解像度で理解することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
神経活動依存的なシナプスの変化は、神経回路の機能的な発達や学習・記憶に不可欠である。神経活動に伴ってシナプスの構造や機能が変化する際には、シナプス部位のプロテオームがダイナミックに変化する。細胞体由来のタンパク質が遠く離れたシナプスまで輸送されるには時間がかかるので、シナプス部位へのタンパク質の機動的な供給機構として樹状突起での局所合成がある。これまでに樹状突起での局所合成がシナプスの可塑性に重要な役割を果たしていることはわかっているが、局所合成の実体には不明な点が多い。その理由は、脳組織中の神経細胞において、樹状突起中の転写産物（mRNA）とその翻訳産物（タンパク質）の両方の局在や動態をシナプスレベルの解像度で同時に観察できていないからである。そこで本研究では、脳組織内で内在性に発現するmRNAおよびタンパク質の細胞内局在を同時イメージングする方法を開発し、神経活動依存的にシナプスが変化する際のmRNAおよびタンパク質の時空間的動態を単一シナプスレベルの解像度で理解することを目指す。2022年度は、個体マウスの脳内の一部の細胞において、生体脳内ゲノム編集技術SLENDR/vSLENDR（Mikuni et al., Cell 2016; Nishiyama et al., Neuron 2017）によりCaMKIIの遺伝子座にGFPタグ配列を挿入した。そのうえで、ゲノム編集したマウスを灌流固定し、脳薄切切片を作製し、CaMKIIのmRNAをRNAscope法（高感度RNA in situ hybridization）で標識し、mRNAの細胞体および樹状突起での局在を検出する予備的データを得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2022年度に予定していた技術開発は、おおむね順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度に開発したマウス脳内１細胞での内在性mRNAイメージング技術をさらにブラッシュアップする。そのうえで、免疫染色によるタンパク質の同時イメージングや、脳スライスでのライブイメージングに応用することを目指す。
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