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2013 年度 実績報告書

シナプス活動依存的遺伝子Arcの可塑性調節機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24300117
研究機関京都大学

研究代表者

奥野 浩行  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 特定准教授 (80272417)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード神経科学 / 脳・神経 / シナプス / 遺伝子 / 長期記憶 / 海馬
研究概要

シナプスで起った可塑的変化を長い期間にわたり保持・持続するためには、活動依存的な新規遺伝子発現が必須である。しかし誘導された遺伝子産物がいかにして、当初入力を受けたシナプスにおける活動の制御を担うのか、そのメカニズムは未解明のままである。本研究提案では、この、核からシナプスへのシグナリングによるシナプス調節機構の分子基盤を解き明かすため、神経特異的前初期遺伝子Arcに焦点を当て、ArcタンパクのシナプスへのターゲティングならびにArcによるシナプス制御機構を明らかにする。
平成25年度においては以下の成果を得た。
成果1.Arcの活動依存的転写調節エンハンサーであるSAREを介した遺伝子発現の解析をすすめ、これをタンデムに組み合わせることにより既知の活動依存的プロモーターよりもはるかに強力な神経活動依存性プロモーターenhanced SARE(ESARE)の開発に成功した(Kawashima et al., 2013)。さらにESAREを用いたレポーターシステムを構築しマウス大脳における神経活動依存的な遺伝子発現を個体で観察することが可能となった(Kawashima et al., 2014)。
成果2.転写因子コアクチベーターであるCRTC1がSAREに結合し、Arcの発現制御に重要な役割を果たしていることを見出した。
成果3.Arcプロモーター下でArcを発現するトランスジェニックマウスや条件的Arc欠損マウスを用いた認知課題の遂行能力を解析し予備的な結果を得た。

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

Arc遺伝子の発現調節機構の解析は当初計画どおりに進んでおり、また、シナプス形態や神経回路の解析も順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

引き続き、計画通り研究を推進する。特に、遺伝子改変マウスを用いたArc遺伝子や制御領域SAREの生理機能の解析を重点的に進める。

次年度の研究費の使用計画

本年度半ばに研究機関の異動があり、一時的に研究のペースが低下したため助成金の一部を次年度に繰り越した。
この助成金は次年度の研究費と合わせて試薬代・消耗品代などの物品費として使用する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 核からシナプスへの分子ターゲティング機構の解明‐神経回路の長期可塑性を制御するArcタンパク質のケーススタディー2014

    • 著者名/発表者名
      奥野浩行、尾藤晴彦
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 86 ページ: 18-27

  • [雑誌論文] A new era for functional labeling of neurons: activity-dependent promoters have come of age2014

    • 著者名/発表者名
      Kawashima T, Okuno H, Bito H
    • 雑誌名

      Front. Neural Circuits

      巻: 8 ページ: e37

    • DOI

      doi: 10.3389/fncir.2014.00037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional labeling of neurons and their projections using the synthetic activity–dependent promoter E-SARE2013

    • 著者名/発表者名
      Kawashima et al.
    • 雑誌名

      Nature Methods

      巻: 10 ページ: 889-895

    • DOI

      10.1038/nmeth.2559

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arc/Arg3.1 is a postsynaptic mediator of activity-dependent synapse elimination in the developing cerebellum2013

    • 著者名/発表者名
      Mikuni et al.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 78 ページ: 1024-1035

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2013.04.036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear decoding and asymmetric representation of neuronal input information by CaMKIIa and calcineurin2013

    • 著者名/発表者名
      Fujii et al.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 3 ページ: 978-987

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2013.03.033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Untangling the two-way signalling route from synapses to the nucleus, and from the nucleus back to the synapses.2013

    • 著者名/発表者名
      Nonaka et al.
    • 雑誌名

      Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci.

      巻: 369 ページ: e20130150

    • DOI

      10.1098/rstb.2013.0150

    • 査読あり
  • [学会発表] The role of Arc in inverse tagging of inactive synapses

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H
    • 学会等名
      International Society for Neurochemistry (ISN2013)
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of synaptic strength byArc/Arg3.1-CaMKIIbeta interaction through inverse tagging process

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H
    • 学会等名
      Korean Physiology Society (KPS 2013)
    • 発表場所
      Seoul, South Korea
    • 招待講演
  • [学会発表] Ca2+/カルモジュリン依存性キナーゼIIβとArcによるAMPA型グルタミン酸受容体の量的制御

    • 著者名/発表者名
      奥野浩行、石井雄一郎、川島尚之、野中美応、明石馨、崎村建司、尾藤晴彦
    • 学会等名
      第36回日本分子生物年会
    • 発表場所
      神戸国際展示場(神戸市)
    • 招待講演
  • [図書] Chapter "Selected key areas for future research on the claustrum" in The Claustrum2013

    • 著者名/発表者名
      Okuno, Smythies and Edelstein
    • 総ページ数
      393頁中の12頁
    • 出版者
      Academia Press

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公開日: 2015-05-28  

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