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神経応答-遺伝子発現変換を起点とした記憶痕跡形成過程の情報動態解析

公募研究

研究領域脳情報動態を規定する多領野連関と並列処理
研究課題/領域番号 20H05068
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 複合領域
研究機関鹿児島大学

研究代表者

奥野 浩行  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (80272417)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード活動依存的遺伝子発現 / カルシウム応答 / 記憶 / 海馬 / 記憶痕跡 / 遺伝子発現 / 神経活動依存的遺伝子発現
研究開始時の研究の概要

学習時に前初期遺伝子発現を伴う活性化神経細胞は記憶痕跡(エングラム)として機能する。しかしながら、記憶獲得時の神経活動が前初期遺伝子現を誘起する機構は不明であり、さらには、前初期遺伝子発現が記憶痕跡の性質獲得に寄与する分子機構についてもほとんど理解が進んでいない。これらの知見を得るため、本研究では学習時や記憶想起時の神経応答パターンとそれに続く前初期遺伝子発現を同一個体で連続的に解析する。さらに、前初期遺伝子発現に続く後期遺伝子発現の網羅的転写産物解析を行う。

研究実績の概要

学習時に前初期遺伝子発現を伴う活性化神経細胞は記憶痕跡(エングラム)として機能する。しかしながら、記憶獲得時の神経活動が前初期遺伝子現を誘起する機構は不明であり、さらには、前初期遺伝子発現が記憶痕跡の性質獲得に寄与する分子機構についてもほとんど理解が進んでいない。これらの知見を得るため、本研究では学習時や記憶想起時の神経応答パターンとそれに続く前初期遺伝子発現をマウスを用いて同一個体で連続的に解析する。本年度は昨年度に作成した赤色蛍光の画像取得を可能とする頭部搭載型顕微鏡を改良し、緑色蛍光取得システムと同等の感度まで性能を上げることに成功し、自由行動下のマウス海馬からXCaMP-Rによるカルシウムイメージングを行なえるようになった。このシステム改良により、緑色・赤色用の2つの顕微鏡を交換することにより同一個体から2つの異なるシグナルを検出することが可能となった。また、並行して緑色・赤色蛍光の同時取得を行うことができる頭部搭載型顕微鏡の導入し、同一の個体で脳深部から同時に2つの異なるシグナルの取得も行えるようになった。さらに広域視野ズーム顕微鏡をベースにLEDによる高速励起光切り替えシステムを構築し、大脳表面広域から緑色・赤色蛍光の同時取得を行うことができる光学計測系を構築した。これらにより単一細胞レベルおよび複数領野を含む広域脳領域でおいてカルシウム応答とそれに続く活動依存的遺伝子発現を解析するプラットフォームを確立することができた。また、新たな遺伝子発現レポーターマウスを構築した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Gastrin-releasing peptide regulates fear learning under stressed conditions via activation of the amygdalostriatal transition area2022

    • 著者名/発表者名
      Goto Fumiko、Kiyama Yuji、Ogawa Itone、Okuno Hiroyuki、Ichise Taeko、Ichise Hirotake、Anai Motonobu、Kodama Tatsuhiko、Yoshida Nobuaki、Bito Haruhiko、Manabe Toshiya
    • 雑誌名

      Molecular Psychiatry

      巻: - 号: 3 ページ: 1694-1703

    • DOI

      10.1038/s41380-021-01408-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rpd3/CoRest-mediated activity-dependent transcription regulates the flexibility in memory updating in Drosophila.2021

    • 著者名/発表者名
      Takakura M, Nakagawa R, Ota T, Kimura Y, Okuno H, Hirano Y
    • 雑誌名

      Nat Commun

      巻: 12 号: 1 ページ: 628-628

    • DOI

      10.1038/s41467-021-20898-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Role of Arc in regulation of surface AMPA receptors and cognition2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okuno
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会 / CJK第1回国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] LDB2は扁桃体外側核における Arcの発現調節を通じて神経活動や 恐怖学習を調節している2021

    • 著者名/発表者名
      城山 優治、大西 哲生、有馬 史子、門田 満隆、尾藤 晴彦、吉川 武男、真鍋 俊也、奥野 浩行
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会 / CJK第1回国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 古い記憶想起における海馬歯状回記憶痕跡細胞の関与2020

    • 著者名/発表者名
      奥野浩行
    • 学会等名
      日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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