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NMDA受容体依存性LTPの制御のための光プローブの作成

公募研究

研究領域共鳴誘導で革新するバイオイメージング
研究課題/領域番号 16H01438
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
研究機関京都大学 (2017)
国立研究開発法人理化学研究所 (2016)

研究代表者

林 康紀  京都大学, 医学研究科, 教授 (90466037)

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
11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード細胞骨格 / シナプス可塑性 / 記憶固定化 / 長期記憶 / 光増感法 / コフィリン / 記憶・学習 / 樹状突起スパイン / LOVドメイン / CREB / 光プローブ / 光分子不活性化
研究実績の概要

Memory is retained in the hippocampus after initial learning. It is then transferred to the cortex where it is permanently stored. Although it has been speculated that LTP-like mechanism is involved in this process, there has been no information when and where it happens. We previously found that in the initial phase of LTP, cofilin is transported to the spine and persistently accumulates. Therefore, we assume that cofilin-dependent synaptic plasticity plays an important role in memory consolidation. In order to inactivate cofilin, we employed a genetically encoded photosensitizer, SuperNova. To validate this system, structural LTP was induced with two-photon (2P) uncaging of MNI-glutamate in the single dendritic spine, which expresses SN-fused cofilin (CFL-SN). Followed illumination at 10 min after LTP induction, the spine volume decreased. The decrease in the spine volume was also observed up to 30 min but not at 50 min. Furthermore, the laser irradiation on the spine 1 min before sLTP had no effect on the spine enlargement. These results indicate cofilin is critical for maintenance of LTP up to 30 min after induction, and the inactivation of cofilin had negligible effect on LTP induction and the volume of unstimulated spine. We confirmed electrically recorded LTP is canceled by recording field EPSP from stratum radiatum of CA1.

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

    (5件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Hippocampus-Dependent Goal Localization by Head-Fixed Mice in Virtual Reality2017

    • 著者名/発表者名
      Sato Masaaki、Kawano Masako、Mizuta Kotaro、Islam Tanvir、Lee Min Goo、Hayashi Yasunori
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 4 号: 3 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1523/eneuro.0369-16.2017

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Photomarking Relocalization Technique for Correlated Two-Photon and Electron Microcopy Imaging of Single Stimulated Synapses2017

    • 著者名/発表者名
      Bosch Miquel、Castro Jorge、Sur Mriganka、Hayashi Yasunori
    • 雑誌名

      Methods Mol. Biol.

      巻: 1538 ページ: 185-214

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6688-2_14

    • ISBN
      9781493966868, 9781493966882
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hippocampus-dependent goal localization by head-fixed mice in virtual reality2017

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sato, Masako Kawano, Kotaro Mizuta, Tanvir Islam, Min Goo Lee, and Yasunori Hayashi
    • 雑誌名

      eNeuro

      巻: in press

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] NMDA 受容体依存性LTP の制御のための光プローブの作成 - 記憶を光で制御する -2018

    • 著者名/発表者名
      林 康紀
    • 学会等名
      レゾナンスバイオ班会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NMDA 受容体依存性LTP の制御のための光プローブの作成2017

    • 著者名/発表者名
      林 康紀
    • 学会等名
      レゾナンスバイオ班会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2022-12-28  

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