FBSコロキウム 169回細胞分子神経生物学研究室

大脳皮質ニューロンにおける神経活動依存的な遺伝子発現動態：1分子蛍光イメージングによる転写因子の解析

生後発達期の神経回路形成過程において、神経活動に応答した遺伝子発現制御がその精緻化に重要な役割を果たすことがよく知られている。しかし、転写因子が下流遺伝子の標的配列に結合しRNAポリメラーゼを誘導して転写を活性化するという一連の過程に、神経活動がどのように影響を与えているかは不明な点が多い。私たちは、神経活動に応答し記憶・学習への関与が知られている転写因子CREB（cAMP-response element binding protein）に着目し、その核内での分子動態の実体を解明することで、この問題に取り組んだ。そのために、1分子蛍光イメージングとチャネルロドプシンによる光遺伝学的な手法を駆使し、培養大脳皮質ニューロンにおけるCREBの分子動態を定量的に解析した。その結果、核内に輝点として観察されたCREBは核内の微小領域に数秒間滞在しうることを見出し、このタイムスケールで標的配列CRE（cAMP-response element）に特異的な結合をすることが示唆された。さらに、チャネルロドプシンで光刺激してもこの結合特性は変化しないが、CREへの結合頻度を増加させることによって転写を活性化していることも示唆された。今回のコロキウムでは、最新の研究成果を含めて紹介する。