RIKEN BRAIN SCIENCE INSTITUTE (理研BSI)

Faculty Detail / 研究室詳細

記憶持続シナプス分子研究チーム

チームリーダー

Synapse plasticity, System neuroscience, Protein assemblies

Thomas, Launey

研究内容

ひとつひとつのタンパク質の寿命はそれほど長くはありませんが、そのタンパク質が神経組織にしるす記憶は何十年も残ります。私たちは、小脳神経細胞の顆粒細胞-プルキンエ細胞間シナプスの長期可塑性を支える細胞・分子機構を研究対象とし、可塑性を誘導した際に情報が伝達される経路や、生涯残る記憶の形成を支えるタンパク質複合体や細胞小器官の持続的再編成を完全に描写したいと考えています。このため私たちは、情報伝達のダイナミクスを次の4つの側面から相乗的に研究しています。

(1) RNA: タンパク質を発現しているRNAをプルキンエ細胞特異的に回収し、プルキンエ細胞の機能を支える全てのタンパク質の網羅的”部品表(パーツリスト)”を作成する。
(2) タンパク質: プルキンエ細胞を対象としたニューロプロテオミクスにより、ある神経刺激に応えて新規に発現するタンパク質を同定する。特に樹状突起で局所的に発現するタンパク質に注目する。
(3) 細胞内構造: 樹状突起・スパインの超微細構造を高解像度で3次元再構築し、刺激による細胞内構造の変化を描写する。
(4) 相互作用: パッチクランプ法や蛍光イメージング法により、in vitroで再現した小脳回路内のプルキンエ細胞で特定のタンパク質を除去または変化させた際のシナプス可塑性の変化を測定する。

そして究極的には、全ての顆粒細胞-プルキンエ細胞間の後シナプス可塑性を解き明かす、プルキンエ細胞スパインや樹状突起シャフト内で起きる事象の包括的かつ精確な機械論的描写を構築したいと考えています。

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  1. 1

    Iannella N., Launey T., Abbott D., and Tanaka S.: "A nonlinear cable framework for bidirectional synaptic plasticity.", PLoS One, (Published August 22, 2014, DOI: 10.1371/journal.pone.0102601) (2014)

  2. 2

    Kratz A*., Beguin P*, Kaneko M., Chimura T., Suzuki A.M., Matsunaga, A., Kato S., Bertin N., Lassmann T., Vigot R., Carninci P., Plessy C., and Launey T.: "Digital expression profiling of the compartmentalized translatome of Purkinje neurons.", Genome Research, (advanced publication June 5th, doi:10.1101/gr.164095.113). (2014)

  3. 3

    Béguin P, Nagashima K, Mahalakshmi RN, Vigot R, Matsunaga A, Miki T, Ng MY, Ng YJ, Lim CH, Tay HS, Hwang LA, Firsov D, Tang BL, Inagaki N, Mori Y, Seino S, Launey T, and Hunziker W: "BARP associates with voltage-gated calcium channel β-subunits to regulate Ca2+-channel activity and Ca2+-evoked exocytosis.", Journal of Cell Biology, 205(2), 233-49 (Published April 1st 2014) DOI:10.1083/jcb.201304101 (2014)

  4. 4

    Sur S., Guler M.O., Webber M.J., Pashuck E.T., Ito M., Stupp S.I., and Launey T.: "Synergistic regulation of cerebellar Purkinje neuron development by laminin epitopes and collagen on an artificial hybrid matrix construct.", Biomater. Sci., (Advance Article: DOI: 10.1039/C3BM60228A) (2014)

  5. 5

    Sur S, Pashuck ET, Guler MO, Ito M, Stupp SI, and Launey T: "A hybrid nanofiber matrix to control the survival and maturation of brain neurons.", Biomaterials (2012)

  6. 6

    Chimura T, Launey T, and Ito M: "Evolutionarily conserved bias of amino-acid usage refines the definition of PDZ-binding motif.", BMC Genomics, 12, 300 (2011)

  7. 7

    Iannella NL, Launey T, and Tanaka S.: "Spike timing-dependent plasticity as the origin of the formation of clustered synaptic efficacy engrams.", Front Comput Neurosci, 4. pii, 21 (2010)

  8. 8

    Perron A, Mutoh H, Launey T, and Knopfel T.: "Red-shifted voltage-sensitive fluorescent proteins.", Chem Biol, 16(12), 1268-77 (2010)

  9. 9

    Bannai H, Levi S, Schweizer C, Inoue T, Launey T, Racine V, Sibarita JB, Mikoshiba K, and Triller A.: "Activity-dependent tuning of inhibitory neurotransmission based on GABAAR diffusion dynamics.", Neuron, 62(5), 670-82 (2009)

  10. 10

    Launey T, Endo S, Sakai R, Harano J, and Ito M.: "Protein phosphatase 2A inhibition induces cerebellar long-term depression and declustering of synaptic AMPA receptor.", Proc Natl Acad Sci U S A, 101(2), 676-81 (2003)

  11. 11

    Endo S, and Launey T: "Nitric oxide activates extracellular signal-regulated kinase 1/2 and enhances declustering of ionotropic glutamate receptor subunit 2/3 in rat cerebellar Purkinje cells.", Neurosci Lett, 350(2), 122-6 (2003)

  12. 12

    Hirai H, Launey T, Mikawa S, Yanagihara D, Kasaura T, Miyamoto A, and Yuzaki M.: "Antibody against a putative ligand binding site reveals the d2 glutamate receptor function.", Nature Neuroscience, 6(8), 869-876 (2003)

  13. 13

    Hirai H, and Launey T.: "The regulatory connection between the activity of granule cell NMDA receptors and dendritic differentiation of cerebellar Purkinje cells.", J Neurosci, 20(14), 5217-24 (2000)

  14. 14

    Matsuda S, Launey T, Mikawa S, and Hirai H.: "Disruption of AMPA receptor GluR2 clusters following long-term depression induction in cerebellar Purkinje neurons.", EMBO J, 19(12), 2765-74 (2000)

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