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神経分化や行動による遺伝子発現とヒストンH2A.zによるエピジェネティック制御

神经分化和行为引起的基因表达以及组蛋白 H2A.z 的表观遗传调控

基本信息

批准号：
17H04981
负责人：
山田朋子
金额：
$ 11.98万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

私は主に核内の現象に着目して、小脳における学習と記憶のメカニズムを明らかにすること目指してきた。アメリカのワシントン大学のBonni研究室と共同研究を行い、小脳依存的な学習と記憶の行動実験時における核内の変化について研究してきた。そして彼らが新たに開発した小脳依存的な学習と記憶のパラダイムを用い、行動実験後にマウスの小脳組織を回収し、遺伝子発現やヒストン修飾やクロマチンの高次構造などのゲノム状態をシークエンス技術により解析した。小脳は運動と感覚の統合を司る器官であり、歩行などの単純な行動によっても神経細胞が活性化される。そこでまず学習と記憶に関与する遺伝子群を、マウスの動きによって活性化される遺伝子群から分離することを考えた。そして統計的に似た挙動を示す遺伝子をグループ分けするWGCNAを用い、多くのRNA-seqのデータより、マウスの小脳における全ての遺伝子発現を２６グループに分類した。その結果、異なった行動によって異なった組み合わせのグループが活性化されることを見出した。そこで次にこれら学習や記憶によって活性化する遺伝子群に注目し、その制御機構を明らかにすることを試みた。マウス個体において、歩行や記憶などの刺激は組織全体の数パーセント以下の神経細胞のみを活性化するので、活性化した神経細胞を集めて生化学的な解析をすることは難しい。そこで我々は光遺伝学を用いて人工的に神経細胞の脱分極を誘導し、遺伝子発現のメカニズムを明らかにすることにした。Bonni博士らは光遺伝学を用いて小脳のある特定の神経細胞を活性化することで、記憶を誘導できることを確認した。そこで私は特に光遺伝学によって脱分極が誘導された神経細胞群の生化学的な解析を行い、ヒストン修飾やゲノム高次構造の変化に関する知見を得た。そして小脳の学習と記憶における遺伝子発現の制御機構に関する知見をまとめ、論文として報告した。

The main core of the phenomenon of the eye, small, learning and memory of the eye The Bonni Laboratory of the University of Science and Technology collaborates with research on learning and memory in the core. For example, the development of new technologies for learning, memory, organization, and analysis of higher-order structures in the field of mobile communication. The brain cells are activated by the movement and integration of sensory organs. This is a study of the relationship between learning and memory, and the relationship between learning and memory. The WGCNA is used in statistical analysis, and many RNA-seq sequences are used in statistical analysis. The results of the study are as follows: This is the first time that we've had a chance to learn, remember, activate, or control something. It is difficult to analyze the biochemical characteristics of the brain cells after activation of the brain cells. We use optical genetics to induce depolarization of neurons, and to develop new genes. Dr. Bonni uses light genetics to identify the activation of specific neurons. The results show that the molecular structure of human brain cells can be modified by molecular biology, molecular biology and molecular biology. For example, in the case of learning, memory, and control mechanisms, knowledge, knowledge, and paper are reported.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Cerebellar activity orchestrates dynamic transcriptional and epigenetic program s during learning and memory

小脑活动在学习和记忆过程中协调动态转录和表观遗传程序

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomoko Yamada;Yue Yang;Pamela Valnegri;Ivan Juric;Armen Abnousi;Kelly H. Markwalter;Arden N. Guthrie;Abigail Godec;Anna Oldenborg;Ming Hu;Timothy E. Holy;Azad Bonni;Tomoko Yamada
通讯作者：
Tomoko Yamada

Washington University School of Medicine(米国)

华盛顿大学医学院（美国）