神経回路形成を制御する新規カルシウム依存的リン酸化シグナリング機構の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23680040
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 竹本 さやか(木村さやか) 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (70372365)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 神経回路形成 / カルシウム / CaMK

研究実績の概要

本研究は、独自のこれまでの知見によって導き出した、Ca2+依存的な神経回路形成過程をカルシウム依存的リン酸化酵素（CaMK）I経路が制御するという可能性に着眼し、多彩な刺激によって惹起される細胞内Ca2+上昇が、如何にして細胞を変化させ、応変かつ柔軟な回路装飾を行うのか、新規の神経回路形成機構を解明することを目指した。
特に、独自に遺伝子改変マウスを開発し、その神経回路形成異常の表現型探索により、新規回路形成機構の解明を推進した。
最終年度である、平成26年度は、これまでの研究成果に基づき、既に表現型を見出した、コンディショナルノックアウトに焦点を当て、回路形成異常をもたらす分子・細胞基盤について詳細に検討を行った。その結果、カルシウム-CaMKI経路を介した、新規回路形成過程の同定と、その細胞基盤の一端解明に成功した。
本結果は、研究代表者がこれまで見出してきた、「CaMKIは培養系において神経形態制御に寄与する主要なCa2+エフェクター分子である。」という知見の、in vivoにおける意義付けを行うもので、世界に先駆けた新規知見である。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Rational design of a high-affinity, fast, red calcium indicator R-CaMP2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Takeuchi A, Horigane S, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Fujii H, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Nakai J, Kitamura K, Bito H
  • 雑誌名: Nature Methods 巻: 12 ページ: 64-70
  • DOI: 10.1038/nmeth.3185
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Region-specific activation of CRTC1-CREB signaling mediates long-term fear memory (2014)
  • 著者名/発表者名: Nonaka M, Kim R, Fukushima H, Sasaki K, Suzuki K, Okamura M, Ishii Y, Kawashima T, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Okuno H, Kida S, Bito H
  • 雑誌名: Neuron 巻: 84 ページ: 92-106
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2014.08.049
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Towards a better understanding of cognitive behaviors regulated by gene expression downstream of activity-dependent transcription factors (2014)
  • 著者名/発表者名: Nonaka M, Kim R, Sharry S, Matsushima A, Takemoto-Kimura S, Bito H
  • 雑誌名: Neurobiology of Learning and Memory 巻: 115 ページ: 21-29
  • DOI: 10.1016/j.nlm.2014.08.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Spontaneous L-type calcium channel activity regulates local calcium signaling in the neurites of developing cortical neurons (2014)
  • 著者名/発表者名: Kamijo S, Suzuki K, Horigae H, Fujii H, Takemoto-Kimura S, Bito H
  • 学会等名: The 44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: 米国、Washington DC
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] Nonlinear decoding and asymmetric representation of neuronal input information by CaMKII and calcineurin (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujii H, Inoue M, Okuno H, Sano Y, Takemoto-Kimura S, Kitamura K, Kano M, Bito H
  • 学会等名: HHMI Janelia Conference
  • 発表場所: 米国、Ashburn
  • 年月日: 2014-09-30
• [学会発表] Signaling from synapse to the nucleus and imaging of active neuronal ensembles (2014)
  • 著者名/発表者名: Bito H, Inoue M, Nonaka M, Yagishita-Kyo N, Kawashima T, Suzuki K, Ishii Y, Fujii H, Endo T, Goto M, Koyama H, Takemoto-Kimura S, Kim R
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-11
  • 招待講演