2018 Fiscal Year Research-status Report
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16KT0067
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
安部 健太郎 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70462653)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2020-03-31
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| Keywords | 神経科学 / シグナル伝達 / 脳・神経 / 遺伝子発現制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、神経細胞における活動依存的な遺伝子発現制御をモデルに、それに関わる多数の転写因子の活性を定量的かつ経時的に計測、およびそれらの活性を操作することを通じ、細胞における遺伝子発現制御機構を構成的に明らかにすることを目的とする。その目的のため、細胞において多数の内在転写因子の活性を定量的かつ高精度に測定する手法を開発し、それを用いて、培養神経細胞または生体における神経活動依存的な多数の転写因子の活性を明らかにし、それらを基に個々の遺伝子の発現制御の数理モデルを作成する。
本年度は、マウス海馬神経細胞および大脳皮質神経細胞の初代培養系に50種類以上の転写因子に関するレポーターウイルスを感染させ、それぞれの転写因子の神経活動依存的な活性変化を定量PCR法を用いた定量計測を昨年度に引き続き実行した。これらの解析の結果、培養神経細胞系において神経活動依存的な活性変化を示す転写因子を多数明らかにすることに成功し、また、複数のタイムポイントにて解析を行うことにより、それぞれが特徴的なタイムコースでの活性変動を示すことをあきらかにした。また、神経伝達阻害剤や、抑制性シナプス応答阻害剤などの薬剤により、神経活動の強弱を人為的に制御した際の転写因子活性のパターン変化を明らかにし、各転写因子は神経活動の強弱に単純に反応しているのではなく、刺激の種類や強弱により多様で複雑な活性変化を起こすことを明らかにした。さらに、刺激を与えるタイミングを厳密に制御するために、チャネルドロドプシンを発現させ、それを介して光により人為的に神経活動を制御する実験セットアップの整備を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度に研究開始当初は予定されていなかった研究代表者の所属機関の変更と、研究室の引越しがあり、新所属機関において遺伝子改変生物実験設備と動物実験設備を新たに整備する必要があったため、研究の進捗が当初の予定通りには進んでいない。一方で、設備の整備は本年度において終了したため、次年度は遅れを挽回することができると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度までの実験により、培養神経細胞において50種類以上の転写因子がそれぞれ特徴的なタイムコースにより、神経活動誘発後にその活性を変化させることを明らかにしている。次年度はこれまでの知見をまとめ、各転写因子の活性タイムコースを元に転写因子活性が標的遺伝子の発現を制御するモデルを作成し、複数の転写因子により発現制御されるような人工プロモーターを作成することでこれを検証する。
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