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シナプス可塑性による記憶回路のダイナミクス

公募研究

研究領域神経回路センサスに基づく適応機能の構築と遷移バイオメカニズム
研究課題/領域番号 22H05496
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
研究機関京都大学

研究代表者

後藤 明弘  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (10741332)

研究期間 (年度) 2022-06-16 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードLTP / 長期記憶 / CALI / シナプス可塑性 / 学習 / 海馬
研究開始時の研究の概要

本研究では、記憶回路形成に必要なLTPの詳細な時空間情報の解明とそれに伴う遺伝子発現の網羅的な解析を目的とする。申請者は近年、脳内で誘導されるLTPの時間枠と場所を詳細に解析する光遺伝学的手法を開発した。本手法を用いることで、まず記憶に伴ってLTPが誘導される脳領域と時間枠を詳細に明らかにする。明らかにしたLTP時間枠の前後にける遺伝子発現の変化をRNAシークエンスによって検出し、学習回路の形成に必要な遺伝子発現を網羅的に解析する。さらに本光遺伝学によってLTPを特異的に解除された細胞のみを選別することで、LTPに重要な遺伝子発現を抽出することも試みる。

研究実績の概要

今年度は計画通り、学習後のLTPの時空間解析を行った。申請者が近年開発した光遺伝学的手法を用いることで、学習後のLTPの時間枠を同定した。各脳領域にAAVを用いてCFL-SNを発現させ、学習タスク (Inhibitory avoidance test, IAテスト)を行った後に、光ファイバーを通して光を照射する。IAテストでは電気刺激により忌避記憶を形成させ、翌日に記憶を評価する。電気刺激の後、様々な時間に光を照射し、その翌日に記憶を評価した。記憶が消去されていた場合、光照射の時間枠でLTPが誘導されたと考えられる。
海馬のCA3, 歯状回、扁桃体、などで検討した。これにより、これらの脳領域で学習後にLTPが誘導される時間枠を明らかにした。またこれらの領域においてLTPを担う細胞を観察するための2色観察顕微鏡の導入をお行い、神経活動しつつLTPを抑制することに成功した。これにより、LTPにより誘導される神経活動を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 2022

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 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Dispensable role of Rac1 and Rac3 after cochlear hair cell specification2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Takashi, Sakaguchi Hirofumi, Mohri Hiroaki, Ninoyu Yuzuru, Goto Akihiro, Yamaguchi Taro, Hishikawa Yoshitaka, Matsuda Michiyuki, Saito Naoaki, Ueyama Takehiko
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Medicine

      巻: 101 号: 7 ページ: 843-854

    • DOI

      10.1007/s00109-023-02317-4

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Offline neuronal activity and synaptic plasticity during sleep and memory consolidation2022

    • 著者名/発表者名
      Goto Akihiro、Hayashi Yasunori
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: - ページ: 29-36

    • DOI

      10.1016/j.neures.2022.12.021

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Spatiotemporal profile of synaptic plasticity during memory consolidation2024

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Goto
    • 学会等名
      香港科技大
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A new optogenetics reveals the spatiotemporal window of synaptic plasticity events during memory consolidation.2023

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Goto
    • 学会等名
      ACC International Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] ブレインサイエンス・レビュー20242024

    • 著者名/発表者名
      分担執筆(5.記憶を長期保存する細胞メカニズム)
    • 総ページ数
      216
    • 出版者
      アドスリー
    • ISBN
      4910513191
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-06-20   更新日: 2024-12-25  

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