遺伝子工学的手法による脳機能の可視化

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15680010
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 山口 瞬 神戸大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (70304087)
• Keywords: 記憶 / 学習 / 遺伝子発現 / 可視化

Research Abstract

本研究では、記憶、学習、情動などの脳の高次機能と密接に関係した遺伝子の発現変化を、遺伝子工学的手を用いて可視化することを試みた。さまざまな脳機能に伴って誘導されることの知られている、c-fos遺伝子のプロモーターに、螢の発光酵素であるルシフェラーゼをつないだトランスジェニックマウスを作成した。複数のラインが得られており、今後は発光による遺伝子のリアルタイム・モニタリングを試みる予定である。また、記憶、学習に際して誘導されることの知られている、Arc遺伝子のプロモーターもBACクローンより単離し、ルシフェラーゼ遺伝子とつないだコンストラクトを作成した。これらを用いて、神経細胞における、遺伝子の転写レベルでのダイナミックな変化をリアルタイムに観測できる系の確立を目指している。Arc遺伝子のmRNAは、活性化されたシナプスへと運ばれることが知られている。この特性を利用し、シナプスの活性化に伴うmRNAの局在変化の可視化を試みた。ラットArcの全長cDNAを単離し、分散培養した海馬の神経細胞にリン酸カルシウム経で導入した。NMDAを投与して、シナプスを活性化し、導入したArc cDNA由来のmRNAが神経細胞内でどのような局在変化を示すか解析を行った。活性化されたシナプスへの選択的輸送に必要なArc mRNA内のシグナルを同定中である。神経細胞同士がつながり形成される回路レベルでの変化を観察するため、経シナプス性に神経細胞間を輸送されることの知られている、小麦胚芽レクチン,.テタヌストキシンHcフラグメントのcDNAを遺伝子工学を用いて修飾し、可視化のための新たなツールを作成した。

Research Products

• [Publications] Terazono H.et al.: "Adrenergic regulation of clock gene expression in the mouse liver."Proc Natl Acad Sci USA.. 100(11). 6795-6800 (2003)
• [Publications] Sujino M.et al.: "Suprachiasmatic nucleus grafts restore circadian behavioral rhythms of genetically arrhythmic mice."Curr Biol.. 13(8). 664-668 (2003)
• [Publications] Nomura K.et al.: "Involvement of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II in the induction of mPer1."J Neurosci Res.. 72(3). 384-392 (2003)
• [Publications] Matsuo T.et al.: "Control mechanism of the circadian clock for timing of cell division in vivo."Science. 302. 255-259 (2003)
• [Publications] Yamaguchi S.et al.: "Synchronization of cellular clocks in the suprachiasmatic nucleus."Science. 302. 1408-1412 (2003)