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シナプス活動依存的遺伝子Arcの可塑性調節機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24300117
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 神経科学一般
研究機関京都大学 (2013-2014)
東京大学 (2012)

研究代表者

奥野 浩行  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 特定准教授 (80272417)

連携研究者 尾藤 晴彦  東京大学, 大学院医学系研究科, 教授 (00291964)
崎村 建司  新潟大学, 脳研究所, 教授 (40162325)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
2014年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2012年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
キーワードシナプス / 長期記憶 / 海馬 / Arc / CaMKII / 活動依存的遺伝子発現 / 可塑性 / 神経科学 / 脳・神経 / 遺伝子 / シグナル伝達
研究成果の概要

シナプスで起った可塑的変化を長い期間にわたり保持・持続するためには、活動依存的な新規遺伝子発現が必須である。しかし誘導された遺伝子産物がシナプス機能制御を行うメカニズムは不明な点が多い。本研究では代表的な活動依存的遺伝子の1つArcに注目し、そのシナプス制御機構および生理機能について解析を行った。その結果、ArcとCaMKII複合体による逆シナプスタグという新しい仮説を提唱した。また、転写コアクチベーターCRTC1がArc発現に果たす役割を解析し、Arcエンハンサーを介した活動依存的な遺伝子発現やシナプス機能および認知機能を調節していることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 6件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Neuromodulatory effect of Gαs- or Gαq-coupled GPCR on NMDAR selectively activates the NMDAR/Ca2+/calcineurin/CREB-regulated transcriptional coactivator 1 (CRTC1) pathway to effectively induce Bdnf expression in neurons.2015

    • 著者名/発表者名
      Fukuchi M, Tabuchi A, Kuwana Y, Watanabe S, Inoue M, Takasaki I, Izumi H, Tanaka A, Inoue R, Mori H, Komatsu H, Takamori H, Okuno H, Bito H, Tsuda M.
    • 雑誌名

      J Neurosci.

      巻: 35 号: 14 ページ: 5606-5624

    • DOI

      10.1523/jneurosci.3650-14.2015

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Class I histone deacetylase-mediated repression of the proximal promoter of the activity-regulated cytoskeleton-associated protein gene regulates its response to brain-derived neurotrophic factor.2015

    • 著者名/発表者名
      Fukuchi M, Nakashima F, Tabuchi A, Shimotori M, Tatsumi S, Okuno H, Bito H, Tsuda M
    • 雑誌名

      J Biol Chem.

      巻: 290 号: 11 ページ: 6825-6836

    • DOI

      10.1074/jbc.m114.617258

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Region-specific activation of CRTC1-CREB signaling mediates long-term fear memory2014

    • 著者名/発表者名
      Nonaka M, Kim R, Fukushima H, Sasaki K, Suzuki K, Okamura M, Ishii Y, Kawashima T, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Okuno H, Kida S, Bito H
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 84 号: 1 ページ: 92-106

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2014.08.049

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Whole-brain mapping of behaviourally induced neural activation in mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Vousden DA, Epp J, Okuno H, Nieman BJ, van Eede M, Dazai J, Ragan T, Bito H, Frankland PW, Lerch JP, Henkelman RM
    • 雑誌名

      Brain Struct Funct.

      巻: E-pub 号: 4 ページ: 2043-2057

    • DOI

      10.1007/s00429-014-0774-0

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A new era for functional labeling of neurons: activity-dependent promoters have come of age2014

    • 著者名/発表者名
      Kawashima T, Okuno H, Bito H
    • 雑誌名

      Front. Neural Circuits

      巻: 8 ページ: 37-37

    • DOI

      10.3389/fncir.2014.00037

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 核からシナプスへの分子ターゲティング機構の解明‐神経回路の長期可塑性を制御するArcタンパク質のケーススタディー2014

    • 著者名/発表者名
      奥野浩行、尾藤晴彦
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 86 ページ: 18-27

    • NAID

      40020011052

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Functional labeling of neurons and their projections using the synthetic activity-dependent promoter E-SARE2013

    • 著者名/発表者名
      Kawashima T, Kitamura K, Suzuki K, Nonaka M, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Okuno H, Ohki K, Bito H.
    • 雑誌名

      Nature Methods

      巻: 10 号: 9 ページ: 889

    • DOI

      10.1038/nmeth.2559

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arc/Arg3.1 Is a Postsynaptic Mediator of Activity-Dependent Synapse Elimination in the Developing Cerebellum2013

    • 著者名/発表者名
      Mikuni et al.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 78 号: 6 ページ: 1024

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2013.04.036

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Decoding and Asymmetric Representation of Neuronal Input Information by CaMKIIα and Calcineurin2013

    • 著者名/発表者名
      Fujii H, Inoue M, Okuno H, Sano Y; Takemoto-Kimura S, Kitamura K, Kano M, Bito H.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 3 号: 4 ページ: 978

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2013.03.033

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Untangling the two-way signalling route from synapses to the nucleus, and from the nucleus back to the synapses.2013

    • 著者名/発表者名
      Nonaka et al.
    • 雑誌名

      Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci.

      巻: 369 号: 1633 ページ: 20130150-20130150

    • DOI

      10.1098/rstb.2013.0150

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inverse synaptic tagging of inactive synapses via dynamic interaction of Arc/Arg3.1 with CaMKllβ2012

    • 著者名/発表者名
      奥野浩行, 他
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 149 号: 4 ページ: 886-898

    • DOI

      10.1016/j.cell.2012.02.062

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of the cortical projection neurons by retrograde TET-OFF lentiviral vector.2012

    • 著者名/発表者名
      渡我部昭哉, 他
    • 雑誌名

      PLos One

      巻: 7 号: 10 ページ: e46157-e46157

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0046157

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Executive Function Deficits and Social-Behavioral Abnormality in Mice Exposed to a Low Dose of Dioxin In Utero and via Lactation2012

    • 著者名/発表者名
      Endo T, Kakeyama M, Uemura Y, Haijima A, Okuno H, Bito H, Tohyama C
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 7 号: 12 ページ: e50741-e50741

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0050741

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 神経特異的前初期遺伝子Arcによる認知機能調節2014

    • 著者名/発表者名
      奥野 浩行
    • 学会等名
      包括脳2014冬のシンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-12-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of synaptic and cognitive function through the activity-dependent gene Arc/Arg3.1.2014

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H., Endo, T., Kim, R., Ishii, Y., Minatohara, K., Araki, A., Sakimura, K., Bito, H.
    • 学会等名
      第36回日本生物学的精神医学会・第57回日本神経化学学会
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Arc's roles in inverse synaptic tagging and memory formation.2014

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H., Minatohara, K., Masuda, H.
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Inverse synaptic tagging : a new mechanism for late-phase synaptic plasticity.2012

    • 著者名/発表者名
      Okuno H, Ishii Y, Kawashima T, Nonaka M, Akashi K, Sakimura K, Bito H.
    • 学会等名
      第35回日本分子生物年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡市)
    • 年月日
      2012-12-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of an active ensemble of cortical neurons in vivo using a novel activity-dependent promoter E-SARE.2012

    • 著者名/発表者名
      Kawashimna T, Kitamura K, Ohki K, Suzuki K, Nonaka M, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Okuno H, Bito H.
    • 学会等名
      42th Annual Meeting of Soc for Neurosci,
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2012-10-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Possible involvement of the Ca2+-dependent gene Arc in activity dependent synapse elimination in the cerebellum.2012

    • 著者名/発表者名
      Mikuni T, Uesaka N, Okuno H, Hirai H, Bito H, Kano M
    • 学会等名
      42th Annual Meeting of Soc for Neurosci
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2012-10-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The role of Arc in inverse tagging of inactive synapses

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H
    • 学会等名
      International Society for Neurochemistry (ISN2013)
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of synaptic strength byArc/Arg3.1-CaMKIIbeta interaction through inverse tagging process

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H
    • 学会等名
      Korean Physiology Society (KPS 2013)
    • 発表場所
      Seoul, South Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ca2+/カルモジュリン依存性キナーゼIIβとArcによるAMPA型グルタミン酸受容体の量的制御

    • 著者名/発表者名
      奥野浩行、石井雄一郎、川島尚之、野中美応、明石馨、崎村建司、尾藤晴彦
    • 学会等名
      第36回日本分子生物年会
    • 発表場所
      神戸国際展示場(神戸市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Neuroplasticity in "Homeostatic control of brain function” eds., Masino, SA. & Boison,2015

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H.
    • 出版者
      Oxford University Press
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Inverse synaptic tagging by Arc. in "Novel Mechanisms of Memory" eds., Giese, K.P. & Radwanska, K.,2015

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H., Araki, A., Minatohara, K.
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Selected key areas for future research on the claustrum. in “The Claustrum” eds., Smythies., Edelstein L., & Ramachandran, V.S.2014

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H., Smythies, J., Edelstein L.
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Chapter "Selected key areas for future research on the claustrum" in The Claustrum2013

    • 著者名/発表者名
      Okuno, Smythies and Edelstein
    • 出版者
      Academia Press
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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