遺伝子工学的手法による脳機能の可視化

記憶、学習、情動などの脳の高次機能では、遺伝子の発現調節が、重要な役割を果たしている。神経細胞における遺伝子の発現変化を、遺伝子工学的手法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遺伝子、c-fos、Arc、zif268のプロモーターを用いて、これらの遺伝子の転写調節の変化を高感度でモニタリングできる系の開発を行った。これらのプロモーターにレポーターとして、短時間半減期型のルシフェラーゼ(ルシフェラーゼに蛋白分解促進配列やmRNA分解促進配列を付け、ダイナミックな反応性を示すように改良したもの)をつないだコンストラクトを作成した。これらのコンストラクトを、初代培養したラット海馬神経細胞に導入し、発光を経時的に観測することで転写レベルの変化をリアルタイムに観察できる系を開発した。また、記憶、学習に重要なNMDA受容体やMAPキナーゼの活性化に対応して反応することが知られている、serum response elementの配列に、短時間半減期型のルシフェラーゼをつないだコンストラクトも作成し、NMDA受容体やMAPキナーゼの活性化をモニターできる系も開発した。まだ、これらの系に、テトラサイクリンによる誘導システム(Tet-On)を組み合わせることで、発光強度を増幅する改良も行った。さらに、発光するのに基質を必要とするルシフェラーゼに代えて、短時間半減期型の蛍光蛋白YFPを用い、基質無しでモニターできる系も開発した。

記憶、学習、情動などの脳の高次機能では、遺伝子の発現調節が、重要な役割を果たしている。神経細胞における遺伝子の発現変化を、遺伝子工学的手法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遺伝子、c-fos、Arc、zif268のプロモーターを用いて、これらの遺伝子の転写調節の変化を高感度でモニタリングできる系の開発を行った。これらのプロモーターにレポーターとして、短時間半減期型のルシフェラーゼ(ルシフェラーゼに蛋白分解促進配列やmRNA分解促進配列を付け、ダイナミックな反応性を示すように改良したもの)をつないだコンストラクトを作成した。これらのコンストラクトを、初代培養したラット海馬神経細胞に導入し、発光を経時的に観測することで転写レベルの変化をリアルタイムに観察できる系を開発した。また、記憶、学習に重要なNMDA受容体やMAPキナーゼの活性化に対応して反応することが知られている、serum response elementの配列に、短時間半減期型のルシフェラーゼをつないだコンストラクトも作成し、NMDA受容体やMAPキナーゼの活性化をモニターできる系も開発した。まだ、これらの系に、テトラサイクリンによる誘導システム(Tet-On)を組み合わせることで、発光強度を増幅する改良も行った。さらに、発光するのに基質を必要とするルシフェラーゼに代えて、短時間半減期型の蛍光蛋白YFPを用い、基質無しでモニターできる系も開発した。