機能的個体発光観察法を用いた神経活動依存的な遺伝子発現の意義の解明

使用功能个体发光观察方法阐明神经活动依赖性基因表达的意义

• 批准号: 11J04506
• 负责人: 柳下 楠
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J04506/
• 关键词: 個体発光観察法; 学習・記憶; Arc; 最初期遺伝子; ルシフェラーゼ

本研究では、記憶・学習といった、高次情報処理課題遂行時の神経活動依存的な遺伝子発現の可視化を目指すものである。その目的遂行のために、神経活動依存的に転写調節される、最初期遺伝子の一つであるArc遺伝子のプロモーター領域を利用し、発光を呈する酵素であるルシフェラーゼを付加したトランスジェニックマウスを作成し、発光観察系の開発と高次情報処理課題の設定を行うものである。平成24年度までに同じ個体を繰り返し観察できることを特徴とした、侵襲性の低い定量的な個体発光観察法を確立した。また、学習課題として、匂い弁別課題を設定し、野生型およびトランスジェニックマウスにおいて学習の成立を確認した。最終年度である今年度はこの発光観察法と匂い弁別課題を組み合わせることで学習依存的に神経活動依存的な遺伝子発現が変化する部位の検出を目指した。具体的には、匂い弁別課題と発光観察法の組み合わせフロトコールの確立を行った。課題訓練前後において匂い刺激を提示した際の発光観察を行い、匂いの提示順や発光観察を行うタイミング等を検討した。また, 同一個体での学習課題の訓練前後における発光観察の結果から、学習依存的な新規遺伝子発現の変化部位を同定する解析方法を画像ベースで確立し、これより、訓練の時間経過に対して訓練前に比べて、同じ匂い刺激を受けた場合でも遺伝子発現が変化している大脳皮質部位を検出することに成功した。本研究によって、初めて神経活動依存的な遺伝子発現の変化を時空間的に可視化する新しい観察系を確立し、学習依存的な遺伝子発現の変化部位を同定できることを示した。この新しい観察系を用いることで、動的な変化を観察することが困難であった、神経活動依存的な遺伝子発現をリアルタイムに観察し、主要変化部位に介入することを可能にし、記憶形成における神経活動依存的な遺伝子発現の時空間制御過程に迫る可能性を示した。

This study focuses on the visualization of neural activity-dependent gene development during the implementation of memory, learning, and high-level information processing tasks. The purpose of the implementation of the target, the development of the activity dependent write regulation, the initial stage of the gene, the development of the Arc gene, the use of the field, the development of the light detection system, the development of the high-level information processing project, the development of the enzyme, the development of the light detection system, and the setting of the high-level information processing project. In 2014, the same individual was detected, and the characteristics, invasiveness and low quantity of individual detection methods were established. The establishment of the learning program is confirmed by setting up the learning program for the wild-type and special programs. The final year is the year of the development of the light detection method and the identification of the part of the learning dependent on the development of the brain activity. The specific problems of the light inspection method are discussed in detail. Before and after the training, the stimulation, the prompt, the light detection, the prompt, the light detection, the prompt, the prompt In addition, the analysis method of the same individual's learning task before and after training to detect the results of light observation, learning dependent new gene generation and the same determination of the location of change was successfully established, and the training time elapsed, compared with the training before training, and the same stimulation in the middle of the situation, the gene generation and the location of change in the middle of the cortex. In this study, we established a new observation system for the visualization of the temporal and spatial changes in gene expression dependent on brain activity, and identified the location of gene expression dependent on brain activity. The new detection system is used to detect the changes in activity, the difficulties in detecting the changes in activity, the possibility of detecting the changes in activity, the involvement of major chemical sites, the possibility of memory formation, the possibility of detecting the changes in activity, and the possibility of forcing the changes in activity.

项目成果

シナプスから核へのシグナリングの解読

解码突触到细胞核的信号传导

• 发表时间: 2011
• 作者: 尾藤晴彦;野中美応;川島尚之;柳下-姜楠;竹本-木村さやか;奥野浩行
• 通讯作者: 奥野浩行

Identifying neocortical areas of elevated sensory and cognitive activities via functional Are-driven bioluminescence imaging

通过功能性Are驱动的生物发光成像识别感觉和认知活动增强的新皮质区域

• 发表时间: 2013
• 作者: 奥野浩行;他;Yogishita-Kyo N. Okuno H. Kamijo S. Kawashima T. Takemoto-Kimura S. Bito H
• 通讯作者: Yogishita-Kyo N. Okuno H. Kamijo S. Kawashima T. Takemoto-Kimura S. Bito H

Arc転写活性を用いた長時間in vivo発光イメージングによる大脳記憶形成過程の解明

利用 Arc 转录活性通过长期体内发光成像阐明大脑记忆形成过程

• 发表时间: 2013
• 作者: 柳下-姜楠;奥野浩行;上條諭志;川島尚之;竹本-木村さやか;尾藤晴彦
• 通讯作者: 尾藤晴彦