研究課題
学習記憶の分子機構を神経ネットワークレベルで解析する場合、シナプス活動の可視化だけでなく、操作する技術も重要である。本研究では、申請者が開発したCALI法を用いたGluA1ホモマーの複合体特異的光不活化技術を用いて、GluA1ホモマーの生理機能を単一シナプスレベルで明らかにすることが目的である。昨年度に加えて、今年度CALIの分子特異性の明らかにするために、GluA1ノックアウトマウスの解析をin vitroとin vivoで行った。ノックアウトマウス由来の海馬初代培養ニューロンでは、CALI効果は認められず、本抗体を用いたCALIのGluA1特異性が示された。また申請者はすでにin vivoにおいて、受動的回避学習(IA学習）後にin vivoでCALIを行い、海馬記憶の消去に成功している。GluA1ノックアウトマウスはIA学習を野生型に比べて効率が低いながら、おそらく遺伝子相補により学習が可能である。in vivo CALIをGluA1ノックアウトマウスで行っても、記憶の消去は出来ないことから、in vivoでもCALIのGluA1特異性が明らかになった。以上の内容を含めたin vivoにおけるGluA1ホモマー特異的CALI法の論文は、Nature Biotechnology誌に掲載された（申請者は責任著者）。さらにこの技術を用いて、単一シナプスレベルのGluA1ホモマーの解析を進めた。まず海馬初代培養ニューロンにおいてGFPをAAVウイルスにて発現し、GluA1ホモマーのCALIを行った。現在CALIによってスパインの形態が縮小するスパインと変化しないスパインについて、どの形態、あるいはどのような空間的配置（clusterスパインか等）にあるスパインで効果があるかに関し、分類を進めている。また学習前後の急性スライスについても、同様の実験を進めている。
2: おおむね順調に進展している
GluA1ホモマーのCALI法について分子特異性を十分に示し、Nature Biotechnology誌に論文の掲載された。また計画通りin vitroでのCALI実験を行いデータ解析を進めおり、また学習前後の急性スライスでのCALI実験を開始できたため。
計画通り、in vitroでGluA1が機能するスパインの形態・空間分布等を同定する。また学習前後の急性スライスにおいても、同様の実験を進める。できれば学習後のタイムコースをとり、学習後のGluA1ホモマーの動態がどう時空間的に変化するかも解明したい。
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すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)
Nature Biotechnology
巻: 35 ページ: 38-47
10.1038/nbt.3710
Proc Natl Acad Sci U S A.
巻: pii: 201606351 ページ: E7098-E7105
10.1073/pnas.1606351113
