長期記憶を制御する遺伝子発現機構の総合的研究

控制长期记忆的基因表达机制的综合研究

• 批准号: 10J04788
• 负责人: 川島 尚之
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J04788/
• 关键词: 前初期遺伝子; 神経可塑性

神経活動によって核内で引き起こされる前初期遺伝子群の誘導の様子を可視化することは、高次脳機能の根本的な原理を解明する上で不可欠である。研究代表者はこれまでに前初期遺伝子の一つであるArcの刺激誘導性を担うエンハンサーであるSAREを発見した(Kawashima, PNAS, 2009)。本研究の目的は、前初期遺伝子の誘導を生体内で観察可能にし、更にはこの可視化した神経細胞を遺伝子工学的に操作する実験系を構築することである。研究代表者は研究計画の1年目に、SAREを用いた新規刺激誘導性プロモーターE-SAREを作成すると共にウイルスベクターの精製・脳内注入法を確立した。2年目には2光子顕微鏡によるウイルス感染細胞の神経細胞の生体内イメージング法及び解析法を確立した。これらの成果に基づき、研究計画の3年目には以下の成果を達成した。成果1)E-SAREと、薬剤誘導性リコンビナーゼを組み合わせることで、マウスの外側膝状体における眼反応性特異的な細胞集団を標識し、その一次視覚野に至る長距離の軸索投射を生きた動物の脳内において可視化する実験に成功した。成果2)カルシウムプローブGCaMPと、E-SAREの下流に発現させた蛍光レポーターの同時イメージングを行うことで、マウスの大脳皮質1次視覚野において特定の方位の視覚刺激に応答する経細胞をE-SAREにより特異的に標識することが可能であることを示した。上記成果により、E-SAREが脳機能研究に汎用的かつ革新的な意義を持つ技術であることが示された。これにより、脳内の情報処理機構についての新しい知見がもたらされることが期待される。

The basic principles of neural activity in nuclear induction and induction of pre-primary genes are discussed. A representative of the research team was able to find out about Arc's stimulus-inducing properties (Kawashima, PNAS, 2009). The purpose of this study is to investigate the possibility of early gene induction in vivo, and to construct a system for visualizing gene engineering in neurons. The research representative established a new stimulus-induced injection method for the first year of the research project, SARE. In the past two years, two photon microscopy methods have been established to detect and analyze the in vivo changes of neurons infected with the virus. The results of this research project are based on the following 3-year objectives: Results 1)E-SARE and Oxidogenic Induction: The identification and visualization of ocular reflex specific cell clusters in the lateral geniculate body of E-SARE and Oxidogenic Induction: Long-distance axonal projection in the primary visual field. Result 2) The downstream of GCaMP and E-SARE were detected and the visual stimulation of E-SARE was detected simultaneously in the primary visual field. E-SARE is a functional research tool that has been widely used to demonstrate innovative technologies. The information processing mechanism in the system is expected to be updated.

项目成果

Synaptic activity-responsive element (SARE): A unique genomic structure with an unusual sensitivity to neuronal activity.

• DOI: 10.4161/cib.3.5.12287
• 发表时间: 2010-09-01
• 期刊: Communicative & integrative biology
• 作者: Inoue, Masatoshi;Yagishita-Kyo, Nan;Bito, Haruhiko
• 通讯作者: Bito, Haruhiko

神経活動依存的プロモータ活性を有するDNA、及びこれを含むベクター

具有神经活性依赖性启动子活性的DNA和含有该DNA的载体

• 发表时间: 2012

Tet-off lentiviral vectors drive high-level transgene expression in marmoset brains

Tet-off慢病毒载体驱动狨猴大脑中的高水平转基因表达

• 发表时间: 2010
• 作者: Akiya Watakabe

Visualization of an active ensemble of cortical neurons in vivo using a novel activity-dependent promoter E-SARE

使用新型活性依赖性启动子 E-SARE 对体内活跃的皮质神经元群进行可视化

• 作者: Koji Hayakawa;et al;Koichi Fujita;Kawashima T
• 通讯作者: Kawashima T

Enhanced synaptic accumulation of activity-driven Arc protein during sensory deprivation in the mouse visual cortex

小鼠视觉皮层感觉剥夺期间活动驱动的 Arc 蛋白的突触积累增强

• 发表时间: 2011
• 作者: Okuno;H ; Fujii;H ; Kawashima;T ; Nonaka;M ; Yagishita-Kyo;N ; Ishii;Y ; Takemoto-Kimura;S ; Chowdhury;S ; Worley;PF ; Bito;H.
• 通讯作者: H.