| 研究課題/領域番号 |
21K06369
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | ショウジョウバエ / 記憶学習 / 神経細胞 / グリア細胞 / リボソームプロファイリング / トランスクリプトーム解析 |
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| 研究実績の概要 |
学習した情報を長期にわたって保持するためには、学習後に起こる記憶の固定化というプロセスが必要である。学習後、タンパク質が新規に合成されることが記憶の固定化に重要であることは広く知られているが、数万種類のタンパク質のうち、どれが合成され、記憶の固定化に寄与するのかについては、未だ断片的な知見しか得られていない。これまでに学習依存的に転写活性が変化する遺伝子の同定や、CREBなどの転写因子はさかんに解析されてきた。しかし、転写制御は記憶の固定化の中でも最も後期のプロセスであり、既存のmRNAからの新規タンパク質翻訳を必要とする記憶の固定化初期とは区別されるべきである。本研究は、タンパク質の翻訳に着目して記憶の固定化メカニズムを探索することを目的とする。この目的のため、2021年度は、生きたショウジョウバエの脳における神経細胞とグリア細胞から特異的にタンパク質翻訳のゲノムワイドなプロファイリング（細胞種特異的リボソームプロファイリング）と各細胞種からのトランスクリプトーム解析の手法を確立し、その詳細なデータ解析を行なった。その結果、mRNA量とタンパク質翻訳量は必ずしも比例関係にはなく、タンパク質翻訳のレベルで遺伝子発現が強く制御されていることが明らかとなった。特に、神経機能を司ることが知られている遺伝子群で、神経細胞特異的な翻訳調節が見られた。この細胞種特異的な翻訳調節の少なくとも一部は、上流非翻訳領域の配列によって制御される。この新たな知見は細胞分化における翻訳調節の重要性を示し、学習依存的な翻訳調節の全貌を明らかにする上での礎となる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
経験依存的なタンパク質翻訳を明らかにするために必要な、細胞種特異的なリボソームプロファイリングとトランスクリプトーム解析の確立を行うことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の基盤技術として開発した細胞種特異的リボソームプロファイリングとトランスクリプトーム解析技術を使い、記憶学種や人工的な神経刺激といった刺激の前後で遺伝子の転写・翻訳の変化をゲノムワイドに明らかにすることを目指す。同時に、神経細胞の中でも特に記憶学習に特化した神経回路から特異的にプロファイリングを行う技術の開発も並行して行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2021年度は基盤技術開発とそのデータ解析をメインで行なったため、刺激依存的なタンパク質翻訳の解明は次年度に行う。そのための費用を翌年度分として持ち越した、
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