| 研究領域 | シンギュラリティ生物学 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H00434
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
坂井 貴臣 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (50322730)
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| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | ショウジョウバエ / 長期記憶 / 記憶維持 / PDF / CREB / 長期記憶維持 / Pdf |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ショウジョウバエは光を利用して長期記憶を維持している。 脳で発現する神経ペプチドPDFが、左右４個ずつ存在するPDFニューロンから光依存的に分泌され、ハエ記憶中枢の転写因子CREBが光依存的に活性化することで長期記憶が維持されている。4組のPDFニューロンが長期記憶維持を制御していることから、PDFニューロンは記憶維持を司るシンギュラリティ細胞であると言える。本研究では、約4000個の細胞で構成されるハエ記憶中枢に注目し、PDFニューロンの活動依存的にCREB活性が上昇する細胞を可視化すると共に、PDFニューロンから記憶中枢に至る情報伝達経路を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
記憶は動物が自然界で生存する上で必要不可欠な脳機能の一つである。しかし、一度獲得した記憶がどのようにして脳で長期間維持され続けるのか、その分子機構の詳細はほとんど明らかになっていない。我々は近年、ショウジョウバエ（以下ハエ）が光を利用して長期記憶を維持しているという興味深い事実を見出した。脳で発現する神経ペプチドPDFが、左右４個ずつ存在するPDFニューロンから光依存的に分泌され、ハエ記憶中枢（キノコ体）の転写因子CREBが光依存的に活性化することで長期記憶が維持されている。4組のPDFニューロンが長期記憶維持を制御していることから、PDFニューロンは記憶維持を司るシンギュラリティ細胞であると言える。本研究では、約4000個の細胞で構成されるハエ記憶中枢に注目し、PDFニューロンの活動依存的にCREB活性が上昇する細胞を可視化する技術の確立を目的とした。
本研究では3種類の形質転換バエの作製を計画した：①6xCRE-FRT-stop-FRT-LexA系統、②MB-FLP系統、③LexAop-KikGR系統。①は、CREB活性を検出するためのコンストラクトである。②はキノコ体で組み換え酵素であるFlippase（FLP）を発現するコンストラクトである。①と②のハエに加えて③LexAop-KikGR系統を組み合わせると、CREB転写活性の上昇に伴いKikGRが発現する。光変換タンパク質KikGRは紫外線照射により緑色蛍光から赤色蛍光にシフトので、学習後かつ記憶維持段階の前に紫外線を照射することにより既存のKikGRを赤色蛍光に変化させたのち、記憶維持段階で緑色蛍光を発する細胞を観察することで、記憶維持細胞の数や細胞の種類を同定することができる。上記3種類の形質転換系統の作製を計画し、それらの作製に成功した。さらに、これらの系統に特段の行動異常（求愛や摂食）がないことも確認した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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