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2015 年度 実績報告書

なぜシナプスには複数のシナプス接着分子が必要なのか―ナノドメイン仮説

研究課題

研究課題/領域番号 15K14330
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

林 康紀  国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (90466037)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2016-03-31
キーワードシナプス / 細胞接着因子 / 超高解像度顕微鏡
研究実績の概要

シナプス接着因子はシナプス前部と後部に対となって発現し、シナプス構造の形成、維持や機能調節に働いている。これまでニューロリギン/ニューレキシン、カドヘリン、LRR蛋白質といった多数の分子が同定されているが、一種類のシナプスでなぜ多数の分子が共存するのかは判っていない。本研究では、シナプス接着因子には時空間特異的な機能差異があるのではないかと考え、イメージング技術を駆使して研究を進めてきた。それぞれの分子がシナプスのごく一部に局在し、異なった複数のナノドメインを形成しているという仮説を検証することが目的である。
このため、代表的な細胞接着因子である、ニューロリギンとEphBを対象に、まず超高解像度免疫染色の条件検討を行った。ニコン社製N-STORM顕微鏡を用い、市販のニューロリギンまたはEphBのポリクローナル抗体とHomerのモノクローナル抗体を用い、海馬分散培養に対して免疫染色を行った上で、超高解像度観察を行った。同時に、免疫染色がうまくいっているかを確認するために、共焦点顕微鏡による観察を行った。Homerに関しては、細胞質に存在するタンパク質であり比較的コピー数が多いのと、当研究室での蓄積があり、良い抗体がわかっていたため、比較的簡単に予想されるのと近い画像が得られた。一方、ニューロリギンおよびEphBに関しては、シグナル強度が非常に弱く、確信が持てるシグナルが得られていない。いずれも膜タンパクであり、コピー数が少ないことが原因と考えられる。このため、現在、FLAGタグをN末端に付けた構築を作成し、それをレンティウイルスベクターで導入し、同様に免疫染色することを試みている。
また、そのほかカドヘリンなどの免疫グロブリンスーパーファミリー、グルタミン酸受容体などについても検討を行っていく予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A Temporary Gating of Actin Remodeling during Synaptic Plasticity Consists of the Interplay between the Kinase and Structural Functions of CaMKII.2015

    • 著者名/発表者名
      Kim K, Lakhanpal G, Lu HE, Khan M, Suzuki A, Hayashi MK, Narayanan R, Luyben TT, Matsuda T, Nagai T, Blanpied TA, Hayashi Y, Okamoto K.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 87(4) ページ: 813-26

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2015.07.023

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inhibiting the Activity of CA1 Hippocampal Neurons Prevents the Recall of Contextual Fear Memory in Inducible ArchT Transgenic Mice.2015

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi M, Kim K, Yu LM, Hashikawa Y, Sekine Y, Okumura Y, Kawano M, Hayashi M, Kumar D, Boyden ES, McHugh TJ, Hayashi Y.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10(6) ページ: e0130163

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0130163

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Top-Down Cortical Circuit for Accurate Sensory Perception.2015

    • 著者名/発表者名
      Manita S, Suzuki T, Homma C, Matsumoto T, Odagawa M, Yamada K, Ota K, Matsubara C, Inutsuka A, Sato M, Ohkura M, Yamanaka A, Yanagawa Y, Nakai J, Hayashi Y, Larkum ME, Murayama M.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 86(5) ページ: 1304-16

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2015.05.006

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation and Imaging of Transgenic Mice that Express G-CaMP7 under a Tetracycline Response Element.2015

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Kawano M, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Nakai J, Hayashi Y.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10(5) ページ: e0125354

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0125354

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Role of cytoskeleton in synaptic plasticity2016

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Hayashi
    • 学会等名
      Student Symposium SPP
    • 発表場所
      Regensburg, Germany
    • 年月日
      2016-02-23 – 2016-02-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualization of neuronal assembly in hippocampal CA1 during spatial memory task2015

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Hayashi
    • 学会等名
      7th MCCS-Asia Meeting (THE 6th FAONS Congress and the 11th Biennial Conference of CNS)
    • 発表場所
      Wuzhen, China
    • 年月日
      2015-09-20 – 2015-09-23
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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