樹状突起形態・機能の神経活動依存的制御の分子機構

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20670002
• 研究種目: 若手研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 尾藤 晴彦 東京大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (00291964)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: カルシウム / リン酸化 / 突起伸展 / シナプスから核へのシグナリング

研究概要

「経験」に基づく情報を、神経回路内に長期的に「書き込む」シグナル伝達機構については多 くの謎が残っている。本研究課題を通じ、(1)神経突起の形態制御を司る新たなCaMKK-CaMKカスケード、(2)シナプス活動が新規遺伝子発現を引き起こすメカニズム、(3)神経活動によって誘導され た遺伝子産物がシナプスを修飾する逆シナプスタギング機構、等を解明し、「経験」が神経情報 として神経回路に貯蔵される仕組みを世界に先駆けて明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Nonlinear Decoding and Asymmetric Representation of Neuronal Input Information by CaMKIIα and Calcineurin (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujii H, Inoue M, Okuno H, Sano Y, Takemoto-Kimura S, Kitamura K, Kano M, Bito H
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 3 ページ: 978-987
  • DOI: doi:10.1016/j.celrep.2013.03.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Executive function deficits andsocial-behavioral abnormality in miceexposed to a low dose of dioxin in utero and via lactation (2012)
  • 著者名/発表者名: Endo T, Kakeyama M, Uemura Y, Haijima A, Okuno H, Bito H, Tohyama C
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 ページ: e50741
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0050741
  • 査読あり
• [雑誌論文] An inverse synaptic tagging of inactive synapses via dynamic interaction of Arc/Arg3.1 with CaMKII ss (2012)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Akashi K, Ishii Y, Yagishita-Kyo N, Suzuki K, Nonaka M, Kawashima T, Fujii H, Takemoto-Kimura S, Abe M, Natsume R, Chowdhury S, Sakimura K, Worley PF, Bito H
  • 雑誌名: Cell 巻: 149 ページ: 886-898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Schema-dependent gene activation and memory encoding in neocortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Tse D, Takeuchi T, Kakeyama M, Kajii Y, Okuno H, Tohyama C, Bito H, MorrisRGM
  • 雑誌名: Science 巻: 333 ページ: 891-895
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca2+ signaling coordinates the formation and the morphological maturation of neuronal circuits and synapses: an essential role for excitation-morphogenesis coupling via CaM kinases (2010)
  • 著者名/発表者名: Takemoto-Kimura S, Suzuki K, Kamijo S, Ageta-Ishihara N, Fujii H, Okuno H, BitoH
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci 巻: 32 ページ: 224-230
  • 査読あり
• [雑誌論文] The chemical biology of synapses and neuronal circuits (2010)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 雑誌名: Nature Chem. Biol 巻: 6 ページ: 560-563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Widespread transcription at neuronal activity-regulated enhancers (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim TK, Hemberg M, Gray JM, Costa AM, Bear DM, Wu J, Harmin DA, Laptewicz M, Barbara-Haley K, Kuersten S, Markenscoff-Papadimitriou E, Kuhl D, Bito H, Worley PF, Kreiman G,Greenberg ME
  • 雑誌名: Nature 巻: 465 ページ: 182-187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synaptic tagging and capture: differential role of distinct calcium/calmodulin kinases in protein synthesis-dependent long-term potentiation (2010)
  • 著者名/発表者名: Redondo RL, Okuno H, Spooner PA, Frenguelli BG, Bito H, Morris RGM
  • 雑誌名: J. Neurosci 巻: 30 ページ: 4981-4989
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of cortical axon growth by a GABA-driven Ca2+/ calmodulin-dependent protein kinase cascade (2009)
  • 著者名/発表者名: Ageta-Ishihara N, Takemoto-Kimura S, Nonaka M, Adachi-Morishima A, Suzuki K, Kamijo S, Fujii H, Mano T, Blaeser F, Chatila TA, Mizuno H, Hirano T, Tagawa Y, Okuno H, Bito H
  • 雑誌名: J. Neurosci 巻: 29 ページ: 13720 -13729
  • 査読あり
• [雑誌論文] A synaptic activity-responsive element in the Arc/Arg3.1 promoter essential for synapse-to-nucleus signaling in activated neurons (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawashima T, Okuno H, Nonaka M, Adachi-Morishima A, Kyo N, Okamura M, Takemoto-Kimura S, Worley PF, Bito H
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 106 ページ: 316-321
  • 査読あり
• [学会発表] The role of Arc in inverse tagging of inactive synapses (2013)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 学会等名: 25th Winter Conference on Neural Plasticity
  • 発表場所: Curacao, Netherlands.
  • 年月日: 2013-02-10
• [学会発表] New roles of CaMKII in information storage and processing (2013)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 学会等名: 46thWinter Conference on Brain Research
  • 発表場所: Breckenridge, Colorado, USA.
  • 年月日: 2013-01-29
• [学会発表] CREB, Arc and Long-Term MemoryFormation (2012)
  • 著者名/発表者名: Nonaka M, Fukushima H, Sasaki K, Kawashima T, Okuno H, Kida S, Bito H
  • 学会等名: 22nd Neuropharmacology Conference 2012
  • 発表場所: Hilton Riverside, New Orleans, Louisiana, USA
  • 年月日: 2012-10-10
• [学会発表] CREB regulation and long-termmemory (2011)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 学会等名: Joint Meeting of the KoreanSociety for Brain and Neural Science-Asian Molecular and Cellular Cognition Society
  • 発表場所: Seoul National University, Seoul, Korea
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] New roles for CaMK signaling in development and plasticity (2011)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 学会等名: Gordon Research Conferences "ExcitatorySynapses & Brain Function"
  • 発表場所: Stonehill College, Easton, Massachusetts, USA.
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] Dual FRET-based analysis of biochemical computation performed by neuronal Ca2+ signaling (2011)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 学会等名: The 23^<rd> WinterConference on Neural Plasticity
  • 発表場所: Moorea, French Polynesia.
  • 年月日: 2011-02-15
• [学会発表] Dual FRET-based analysis of biochemical computation performed by neuronal Ca^2+ signaling processes (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujii H, Bito H
  • 学会等名: The 2^<nd> International Symposium on Frontiers ofNeurophotonics
  • 発表場所: Quebec, Canada
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] CaM kinase signaling in neuronal microdomains (2010)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 学会等名: The 13^<th> International Membrane Research Forum/The 6^<th> iCeMS InternationalSymposium Featuring Nano- Meso Membrane Mechanisms
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2010-01-27
• [学会発表] Synaptic activity-dependent regulation of plasticity-related gene Arc (2009)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 学会等名: 4^<th> International Conference of Neurons and Brain Diseases
  • 発表場所: Toronto,Canada
  • 年月日: 2009-07-23
• [学会発表] Regulation of excitation- morphogenesis coupling by CaMKK/CaMKI cascades (2008)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 学会等名: 3^<rd> International Conference on Neurons and Brain Diseases
  • 発表場所: Seoul, Korea.
  • 年月日: 2008-08-05
• [図書] 活動依存的な遺伝子発現誘導・ 突起伸展機構.In ブレインサイレンス・レビュー (2013)
  • 著者名/発表者名: 尾藤晴彦
  • 総ページ数: 155-168
  • 出版者: 廣川信隆 編、クバプロ
• [図書] "CREB" in "Encyclo-pedia of Signaling Molecules" (2012)
  • 著者名/発表者名: Yagishita-Kyo N, Inoue M, Nonaka M, Okuno H, Bito H.
  • 総ページ数: 454-458
  • 出版者: Springer
• [図書] 神経細胞内ではたら くシグナル伝達 in シリーズ脳科学 5 分子・細胞・シナプスからみる脳 甘利 (2008)
  • 著者名/発表者名: 尾藤晴彦 、有賀 純
  • 出版者: 俊一監修 ,古市貞一 編.東京大学 出版会
• [図書] Activity-dependent gene regulation: Howdo synapses talk to the nucleus and fine-tune neuronal outputs? in "Molecular Pain" (2008)
  • 著者名/発表者名: Bito H, Takemoto-Kimura S, Okuno H
  • 総ページ数: 207-217
  • 出版者: M. Zhuo ed. Springer
• [備考]
  • URL: http://www.neurochem.m.u-tokyo.ac.jp/
• [産業財産権] 神経活動依存的プロモータ活性を有するDNA、及びこれを含むベクター (2012)
  • 発明者名: 尾藤晴彦、奥野浩行、川島尚之
  • 権利者名: 尾藤晴彦、奥野浩行、川島尚之
  • 産業財産権番号: 特願2012-205892
  • 出願年月日: 2012-09-19
• [産業財産権] 画像処理装置及びプログラム (2012)
  • 発明者名: 尾藤晴彦、川島尚之
  • 権利者名: 尾藤晴彦、川島尚之
  • 産業財産権番号: 特願2012-170548
  • 出願年月日: 2012-07-31
• [産業財産権] CaMKII阻害ペプチドおよびこれを含有するCaMKII阻害剤 (2012)
  • 発明者名: 西川喜代孝、高橋美帆、西村浩輝、高柳広、尾藤晴彦
  • 権利者名: 西川喜代孝、高橋美帆、西村浩輝、高柳広、尾藤晴彦
  • 公開番号: 特開2012-158525
  • 出願年月日: 2012-08-23