2021 年度研究成果報告書

シナプス状態の光操作による記憶保存様式の理解

研究課題

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研究課題/領域番号	18H02708
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分51010:基盤脳科学関連
研究機関	生理学研究所
研究代表者	村越秀治生理学研究所, 脳機能計測・支援センター, 准教授 (90608142)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	シナプス / 光応答性分子
研究成果の概要	光遺伝学的手法を用いることで高い時空間分解能で細胞活動を操作することができる。例えば広く用いられている光遺伝学的ツールであるチャネルロドプシン-2を利用することで神経細胞の活動を細胞レベルで制御することができる。しかしながら、単一シナプスのレベルでシナプス可塑性を誘導できる光遺伝学的ツールはこれまで存在しなかった。そこで私達は単一シナプスの光操作が可能な新規光遺伝学的ツールを開発した。CaMKIIαに光感受性ドメインLOV2を融合させることで、光活性化可能なCaMKIIを開発した。これにより、海馬ニューロンの単一スパインで長期増強（LTP）を誘導することに成功した。
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	本研究では、光応答性に改変したCaMKII酵素を用いることで、生きた動物内で個々のシナプスの機能を強化することに成功した。また、本研究で開発した分子デザインは細胞内に存在する様々なタンパク質に応用が可能であるため、将来の光医療開発に繋がる画期的な成果であると考えられる。