シナプス可塑性関連遺伝子Arcの神経特異的・活動依存的発現制御の分子機構

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21500301
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 奥野 浩行 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (80272417)
• キーワード: 脳・神経 / シグナル伝達 / シナプス / 遺伝子 / 長期記憶 / 海馬

研究概要

神経可塑性関連遺伝子Arc(またはArg3.1)は、大脳において神経活動に高感度に応答する神経特異的前初期遺伝子であり、同じく前初期遺伝子に属するc-fosやzif268と共に神経活動マーカーとして免疫組織化学やin situ hybridization(ISH)等に頻繁に利用されている。近年、Arc/Arg3.1タンパクはエンドサイトーシス過程に関与してグルタミン酸受容体動態の制御因子として働くことが示され、神経可塑性や神経ネットワークの恒常性、更に記憶・学習過程に関わる因子としても注目を集めている。本研究では、このArc/Arc3.1の活動依存的発現機構を解析し、シナプスから核へのシグナルカップリング機構およびArc/Arc3.正発現の生理的意義を明らかにすることを目的として生化学的・分子生物学的および生理学的解析を行う。平成22年度は、Arc/Arg3.1プロモーターのシグナリング特性を明らかにするため、ゲノム上の転写調節エレメントへの変異導入操作等による解析を行った。また平行して遺伝子発現レポーターウイルスの開発・改良を行い、レポーター性能の高感度化を試みた。さらに、Arc/Arc3.1プロモーターを利用したArc/Arc3.1タンパク動態レポーターを作成し、これをラット初代海馬培養細胞にて活動依存的に発現させてライブイメージングを行うシステムを構築し、Arc/Arc3.1タンパクの樹状突起スパイン部における神経活動依存的な動態変化の解析を行った。

研究成果

• [雑誌論文] シナプスから核へのシグナリングとシナプス活動依存的遺伝子発現:前初期遺伝子Arcの発現制御メカニズムを中心に (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥野浩行
  • 雑誌名: 生化学 巻: 82 ページ: 841-846
  • URL: http://wwwsoc.nii.ac.jp/jbiochem/magazine/82-09-07.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation and function of immediate-early genes in the brain : be yond neuronal activity markers. (2010)
  • 著者名/発表者名: Okuno H.
  • 雑誌名: Neuroscience Res. 巻: 69 ページ: 175-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synaptic Activity Responsive Element (SARE): a unique genomic structure with an unusual sensitivity to neuronal activity. (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Yagishita-Kyo N, Nonaka M, Kawashima T, Okuno H, Bito H.
  • 雑誌名: Commun.Integr.Biol. 巻: 3 ページ: 443-446
• [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 BCC Bito H, Morris RGM.
  • 雑誌名: J.Neurosci. 巻: 30 ページ: 4981-4989
  • 査読あり
• [学会発表] Enhanced synaptic accumulation of activity-driven Arc protein during sensory deprivation in the mouse visual cortex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Fujii H, Kawashima T, Nonaka M, Yagishita-Kyo N, Ishii Y, Takemoto-Kimura S, Chowdhury S, Worley PF, Bito H.
  • 学会等名: 北米神経科学学会年会(Neuroscience 2010)
  • 発表場所: San Diegoコンベンションセンター(米国)
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] Synaptic inactivity enhances postsynaptic contents of activity-induced Arc protein in the neocortex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Kawashima T, Yagishita-Kyo N, Ishii Y, Takemoto-Kimura S, Bito H.
  • 学会等名: 第33回日本神経科学学会年会(Neuro2010)
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2010-09-04
• [図書] CREB in "Encyclopedia of Signaling Molecules" (2011)
  • 著者名/発表者名: Yagishita-Kyo N, Inoue M, Nonaka M, Okuno H, Bito H.
  • 出版者: Springer(掲載確定(印刷中))