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

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21500301
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経科学一般
• 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)
• 連携研究者: 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): 2009 – 2011
• キーワード: シナプス / 脳・神経 / ゲノム / 転写調節 / Arc

研究概要

神経特異的前初期遺伝子Arcはシナプスの長期可塑性や長期記憶形成に関わり、その発現は神経活動によって制御されている。本研究においては、まず、このArcの活動依存性を担うゲノム領域を決定し、この転写調節に関わる因子を同定した。また、Arc遺伝子産物であるArcタンパクがシナプスに局在し、グルタミン酸受容体の動態を制御する新たな機構を明らかにした。

研究成果

• [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, Morris, RGM.
  • 雑誌名: Science 巻: 333 ページ: 891-895
  • DOI: DOI:10.1126/science.1205274
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time measurements of protein dynamics using fluorescence activation-coupled protein labeling method (2011)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, T ; Johnsson, K ; Okuno, H ; Bito, H ; Inoue, T ; Nagano, T Urano, Y.
  • 雑誌名: JACS 巻: 133 ページ: 6745-6751
  • DOI: DOI:10.1021/ja200225m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation and function of immediate-early genes in the brain : beyond 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
  • DOI: DOI:10.1016/j.neures.2010.12.007
  • 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
  • DOI: DOI:10.4161/cib.3.5.12287
• [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, R. L ; Okuno, H ; Spooner, P. A ; Frenguelli, B. G ; Bito, H ; Morris, R. G. M.
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 30 ページ: 4981-4989
  • DOI: DOI:10.1523/JNEUROSCI.3140-09.2010
  • 査読あり
• [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] シナプスから核へのシグナリング:シナプス可塑性を長期化する分子機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 奥野浩行、川島尚之、野中美応、尾藤晴彦
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 28 ページ: 894-899
• [学会発表] Enhanced synaptic accumulation of activity-driven Arc protein during sensory deprivation in the mouse visual cortex (2011)
  • 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: 第40回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: 2011-11-17
• [学会発表] Real-time imaging of synaptic receptor trafficking using a fluorescence activation-coupled protein labeling(FAPL) method (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishi, Y ; Okuno, H ; Tomatsu, T ; Nagano, T ; Urano, Y ; Bito, H.
  • 学会等名: 第41回北米神経科学学会年会(Neuroscience 2011)
  • 発表場所: Washington DCコンベンションセンター(米国)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] Increased nuclear shuttling of CRTC1 enhances activity-regulated CREB-dependent gene expression and long-term memory formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Nonaka M ; Fukushima, H ; Kawashima, T ; Suzuki, K ; Okuno, H ; Kida, S ; Bito, H
  • 学会等名: 第41回北米神経科学学会年会(Neuroscience 2011)
  • 発表場所: Washington DCコンベンションセンター(米国)
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] Gene activation and memory encoding in neocortex during hippocampus-dependent learning (2011)
  • 著者名/発表者名: Morris, RG.; Tse, D ; Takeuchi, T ; Kakeyama, M ; Kajii, Y ; Okuno, H ; Toyama, C ; Bito, H.
  • 学会等名: 第41回北米神経科学学会年会(Neuroscience 2011)
  • 発表場所: Washington DCコンベンションセンター(米国)
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] Mechanisms of Arc targeting to synapses (2011)
  • 著者名/発表者名: Okuno, H.
  • 学会等名: The 6th International Conference of Neurons and Brain Diseases/Association for the Study of Neurons and Diseases
  • 発表場所: 富山クラウンプラザホテル(富山県)
  • 年月日: 2011-08-04
• [学会発表] Dual FRET-based analysis of biochemical computation performed by neuronal Ca2+signaling processes (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujii, H ; Inoue, M ; Okuno, H ; Takemoto-Kimura, S ; Bito, H
  • 学会等名: 第40回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: 2010-11-16
• [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)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Multiple regulatory elements in the Arc/Arg3. 1 promoter essential for synaptic activity-responsive gene expression in activated neurons (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawashima, K ; Okuno, H ; Bito, H.
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会(MBSJ2009)
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] Activity-dependent gene regulation and nucleus-to-synapse signaling for synaptic plasticity "UNAM Symposium" (2009)
  • 著者名/発表者名: Okuno, H.
  • 学会等名: Learning and Memory
  • 発表場所: UNAM神経生物学研究所(ケラタロ州・メキシコ)
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] Differential role of distinct calcium-calmodulin kinases in protein synthesis-dependent long-term potentiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Redondo, R. L ; Okuno, H ; Spooner, P. A ; Frenguelli, B. G ; Bito, H ; Morris, RG. M.
  • 学会等名: 第39回北米神経科学学会年会(Neuroscience 2009)
  • 発表場所: Chicagoコンベンションセンター(米国)
  • 年月日: 2009-10-18
• [学会発表] Single spine dual FRET imaging to better understanding synaptic biochemical network (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujii, H ; Inoue, M ; Ishii, Y ; Okuno, H ; Bito, H.
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Synaptic activity-dependent regulation of plasticity-related gene Arc/Arg3. 1. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okuno, H ; Kawashima, T ; Nonaka, M ; Nan, K ; Bito, H.
  • 学会等名: IUPS2009
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都府)
  • 年月日: 2009-07-28
• [図書] Encyclopedia of Signaling Molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: Yagishita-Kyo, N ; Inoue, M ; Nonaka, M ; Okuno, H ; Bito H.
  • 出版者: Springer(印刷中)
• [備考] 本研究成果の一部は以下のURLで一般に公開されている。(1)東京大学Todai Research
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/todai-research/research-information/the-law-of-the-synapses-punishing-the-weak-to-maintain-strong-synapses-strong/
• [備考] (2)科学技術振興機構プレスリリース
  • URL: http://www.jst.go.jp/pr/announce/20120511/index.html