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2021 年度 実績報告書

学習依存的に合成されるタンパク質の同定と記憶の長期化における動態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H00519
研究機関東北大学

研究代表者

谷本 拓  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70714955)

研究分担者 近藤 周  国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 助教 (90408401)
市之瀬 敏晴  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (20774748)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード翻訳制御
研究実績の概要

本研究はショウジョウバエの匂い報酬記憶をモデルに、記憶の長期化を司る分子メカニズムの解明を目指す。具体的には、神経活動に依存して翻訳される候補タンパク質を細胞種特異的に同定する。記憶の長期化に関わる実行因子の動態を細胞種特異的に可視化、操作する遺伝学的技術を確立し、タンパク質の発現レベルと細胞内局在の機能的意義を明らかにする。
この目的のため、研究代表者らのグループはこれまでに、細胞腫特異的なリボソームプロファイリングの実験条件を最適化し、翻訳活性の測定法を確立した。また、この手法を神経細胞およびグリア細胞に適用し、リボソームプロファイリングを行うことで、各遺伝子に対する翻訳活性の検出に成功した。今年度は神経細胞とグリア細胞におけるトランスラトームを基に、翻訳効率が異なる遺伝子ファミリーの同定やその特徴を解析した。予備的な成果として、各種チャネルをコードする遺伝子群やGタンパク質共役型受容体などの神経伝達に関わる遺伝子群の翻訳効率がグリア細胞で特に低いことを見出した。また、各遺伝子上におけるリボソームフットプリントの分布を解析することで、細胞腫特異的な翻訳効率の差異を生み出すmRNA上の構造を特定した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

おおむね良好に進んではいるものの、コロナ禍での遅延に加えて、細胞腫特異的リボソームプロファイリング実験においてシーケンス解析に必要なサンプル数や精度が不十分であるケースが確認されたため、サンプル調整手法等を再検討のうえサンプル数や精度を補強する期間を要した。

今後の研究の推進方策

前述の理由から次年度に持ち越した各候補遺伝子に対する翻訳活性の定量・解析を完遂し、論文出版に向けて、最終的な研究成果の取りまとめを行う。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A population of neurons that produce hugin and express the<i>diuretic hormone 44 receptor</i>gene projects to the corpora allata in<i>Drosophila melanogaster</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Yosuke、Imura Eisuke、Kurogi Yoshitomo、Shimada‐Niwa Yuko、Kondo Shu、Tanimoto Hiromu、Huckesfeld Sebastian、Pankratz Michael J.、Niwa Ryusuke
    • 雑誌名

      Development, Growth &amp; Differentiation

      巻: 63 ページ: 249~261

    • DOI

      10.1111/dgd.12733

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Presynaptic inhibition of dopamine neurons controls optimistic bias2021

    • 著者名/発表者名
      Yamagata Nobuhiro、Ezaki Takahiro、Takahashi Takahiro、Wu Hongyang、Tanimoto Hiromu
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 10 ページ: e64907

    • DOI

      10.7554/eLife.64907

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The sugar-responsive enteroendocrine neuropeptide F regulates lipid metabolism through glucagon-like and insulin-like hormones in Drosophila melanogaster2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari Yuto、Kosakamoto Hina、Kamiyama Takumi、Hoshino Ryo、Matsuoka Rena、Kondo Shu、Tanimoto Hiromu、Nakamura Akira、Obata Fumiaki、Niwa Ryusuke
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 4818

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25146-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Terminal activity of dopamine neurons controls reward signals in the fly2021

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Tanimoto
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー「多様なドーパミン神経伝達から脳を探る」
    • 招待講演
  • [学会発表] Cell-type specific characterization of presynaptic active zone heterogeneity2021

    • 著者名/発表者名
      Wu H, Kondo S, Yamagata N, Tanimoto H
    • 学会等名
      第14回日本ショウジョウバエ研究集会
  • [学会発表] Cav 2.2 channel cacophony regulates spontaneous and evoked active-zone calcium activity in dopamine terminals2021

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi K, Tanimoto H, Yamagata N
    • 学会等名
      第14回日本ショウジョウバエ研究集会

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公開日: 2023-12-25  

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