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新規分子活性操作法によるシナプスダイナミズムの意義の解明

公募研究

研究領域多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理
研究課題/領域番号 16H01287
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関生理学研究所

研究代表者

村越 秀治  生理学研究所, 脳機能計測・支援センター, 准教授 (90608142)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワードアデノ随伴ウイルス / シナプス / 光操作 / 2光子顕微鏡 / 光応答性分子 / 2光子顕微鏡
研究実績の概要

本研究では、申請者が独自開発を進めている新規光遺伝学的プローブを個体動物に適用する。特に、シナプス集団の光操作法を開発・応用することにより、シナプス集団の反応性や状態の揺らぎ(シナプスの記憶ダイナミズム)の意義を見出すことを目的とする。
昨年度までに、申請者らが開発に成功しつつある遺伝子コードされた光応答性シグナル分子について、沈殿法によるアデノ随伴ウイルスの精製を行った。また、海馬スライスのCA1領域において2光子蛍光顕微鏡下で光応答性分子を活性化し、スパイン体積の増大を観察することに成功していた。本年度は、光応答性シグナル分子を個体動物に導入し、スパイン体積の増大を惹起できるかどうかを調べた。しかしながら、昨年度精製したアデノ随伴ウイルスをマウス脳に導入し、麻酔下あるいは覚醒マウスのいずれにおいても2光子蛍光顕微鏡下でシナプス形態の変化を惹起することは出来なかった。原因は発現量が低いことと思われたため、新たにAAVを作製し直すことにした。まず、プロモーターをCaMKII1.5からCaMKII0.4に変更することによりサイズを小さくした。また、WPRE配列についてもWPRE3に変更し、さらに蛍光タンパク質を除いた。これらにより全体のベクターサイズを小さくすることができた。さらにアデノ随伴ウイルスの血清型をAAV9からAAVDJに変更し、精製方法もイオジキサノールによる超遠心法に変更した。このウイルスを初代培養神経細胞に導入したところ発現量を20倍にすることに成功した。すなわち、個体動物で発現させるための準備ができた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 光応答性CaMKII阻害ペプチドの開発とシナプス可塑性研究への応用2018

    • 著者名/発表者名
      村越秀治
    • 雑誌名

      CLINICAL CALCIUM

      巻: 28 ページ: 414-419

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Kinetics of Endogenous CaMKII Required for Synaptic Plasticity Revealed by Optogenetic Kinase Inhibitor2017

    • 著者名/発表者名
      Hideji Murakoshi, Myung Eun Shin, Paula Parra-Bueno, Erzsebet M. Szatmari, Akihiro C.E. Shibata, Ryohei Yasuda
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 94 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2017.02.036

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ShadowY: a dark yellow fluorescent protein for FLIM-based FRET measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Murakoshi Hideji、Shibata Akihiro C. E.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-017-07002-4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microglia contact induces synapse formation in developing somatosensory cortex.2016

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto A, Wake H, Ishikawa AW, Eto K, Shibata K, Murakoshi H, Koizumi S, Moorhouse AJ, Yoshimura Y, Nabekura J
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/ncomms12540

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Optogenetic manipulation and imaging of CaMKII-Rho signaling pathway during synaptic plasticity.2017

    • 著者名/発表者名
      Hideji Murakoshi
    • 学会等名
      2017 Yonsei Univ-Korea Univ-NIPS symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光らない蛍光タンパク質で細胞内分子活性を見る2017

    • 著者名/発表者名
      村越秀治
    • 学会等名
      第2回ルミノジェネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2光子蛍光寿命イメージングによる細胞内シグナル伝達解析2017

    • 著者名/発表者名
      村越秀治
    • 学会等名
      第39回神経組織培養研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spatiotemporal manipulation and imaging of signaling molecules in dendritic spines2016

    • 著者名/発表者名
      Hideji Murakoshi
    • 学会等名
      The 47th NIPS International Symposium
    • 発表場所
      愛知県 岡崎市 岡崎カンファレンスセンター
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 村越研究室/生理学研究所/MurakoshiLab

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/multiphoton/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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