大規模機能的コネクトミクス法の創出

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K19438
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経科学およびその関連分野
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 林 朗子 (高木朗子) 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (60415271)
• 研究協力者: 小尾 紀翔 群馬大学, 生体調節研究所・脳病態制御分野
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• キーワード: AS-PaRac1 / 大規模機能的コネクトミクス / セル・アンサンブル / シナプス・アンサンブル

研究成果の概要

増強したスパインとともに、シナプス前・後部神経細胞を神経活動依存的に同時標識する方法を確立し、学習時に活動した特定のニューロン集団（セル・アンサンブル）と、学習に伴い増強するシナプス群（シナプス・アンサンブル）を大規模に標識する手法の創出を目指した。そのために神経活動依存性プロモーターや蛍光タンパク質の種類、蛋白質分解誘導ペプチドの付加などの条件検討を行い、シナプス前部プローブ、シナプス後部側の神経細胞形態マーカー、AS-PaRac1-mCloverを発現するトリプル・トランスジェニック（TG）マウスを作成し、大規模かつ定量的な「機能的」コネクトミクスのための技術基盤の準備をおこなった。

自由記述の分野

神経科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来型の「形態的」コネクトミクスを用いて、神経回路地図の構築が目指されていますが、如何に詳細な地図を作ろうと、どの神経回路が実際に使用され、強化もしくは減弱されたかを示すことは出来ません。そこでシナプスの可塑性の情報を含めた「機能的」コネクトミクスを描出する技術が必要です。本研究課題で私たちが確立した「機能的」コネクトミクス」は、シナプス増強プローブ（赤色）と共に、そのシナプス前部（青色）とシナプス後部神経細胞（緑色）を神経活動依存性に3色に標識するものであり、高次機能を担う神経回路の全容を、新たな角度より解明できると考えます。