シナプス可塑性・回路制御研究チーム

シナプスは2つのニューロン同士が接する特殊な微小部位であり、脳における情報伝達が行われる重要な場所です。ニューロンが最終的な分化を終えてもなお、シナプスはその活動パターンに依存して、絶え間なく形成、あるいは除去されます。私たちの研究の目的は、シナプスの活動パターンがどのようにして中枢シナプスの組織構造を形成し、神経ネットワークの結合様式を決定するのか、そのメカニズムを明らかにすることです。特に、記憶固定といった成体脳における神経結合の変化に伴う過程の理解へとつながる、分子的リンクについて解明することを期待しています。私達の研究プログラムは、シナプスの構造と機能との関係について、次の3つを焦点としています。第一に、シナプスの接着状態がどのようにしてシナプス伝達効率を制御しているのかについて理解することです。そのため、インテグリンやカドヘリン－カテニン複合体、そしてそのシグナル経路による、神経伝達物質の放出機構やシナプス後部での受容体活性を修飾するメカニズムに注目します。第二に、シナプス接着タンパクが神経活動によってどのようにシナプス前・後部の構造を再構成するのか、その詳細を明らかにします。そして第三に、個々のシナプスは自律的ではなく、相互シナプス間での協調が、機能的な神経ネットワークの形成・維持に重要な役割を担うとの仮定から、相互シナプス的な組織機構の本質に迫ります。隣接するシナプスが相互にコミュニケーションをし、その伝達強度を制御する、軸索および樹状が備えるメカニズムの理解を目指します。

研究テーマ

• インテグリンによるシナプス伝達強度の制御機構
• N-カドヘリンを介したシナプス前および後部におけるトランスーシナプス型伝達強度制御機構
• ヘッブ則による可塑性と恒常性維持可塑性とのシナプスでの相互作用

主要論文

1. McGeachie AB, Skrzypiec AE, Cingolani LA, Letellier M, Pawlak R, and Goda Y.:
   "Beta3 integrin is dispensable for conditioned fear and Hebbian forms of synaptic plasticity in the hippocampus"
   Eur J Neurosci, 36(4), 2461-2469 (2012)
2. Pozo K, Cingolani LA, Bassani S, Laurent F, Passafaro M, and Goda Y.:
   "Beta3 integrin interacts directly with GluA2 AMPA receptor subunit and regulates AMPA receptor expression in hippocampal neurons"
   Proc Natl Acad Sci USA 109:1323-1328 (2012)
3. Vitureira N, Letellier M, White IJ, and Goda Y.:
   "Differential control of presynaptic efficacy by postsynaptic N-cadherin and beta-catenin"
   Nat Neurosci 15:81-89 (2011)
4. Vitureira N, Letellier M, and Goda Y.:
   "Homeostatic synaptic plasticity: from single synapses to neural circuits"
   Curr Opin Neurobiol, 22(3), 516-521 (2011)
5. Pozo K, and Goda Y.:
   "Unraveling mechanisms of homeostatic synaptic plasticity"
   Neuron, 66(3), 337-51 (2010)
6. Stras K, Branco T, Burden JJ, Pozo K, Darcy K, Marra V, Ratnayaka A, Goda Y,:
   "A Vesicle superpool spanning multiple presynaptic terminals in hippocampal neurons"
   Neuron 66, 36-44 (2010)
7. Tokuoka H, Goda Y.:
   "Activity-dependent coordination of presynaptic release probability and postsynaptic GluR2 abundance at single synapses"
   Proc Natl Acad Sci USA 105, 14656-14661 (2008)
8. Branco T, Staras K, Darcy KJ, Goda Y.:
   "Local dendritic activity sets release probability at hippocampal synapses"
   Neuron 58, 749-762 (2008)
9. Cingolani LA, Thalhammer A, Yu LM, Catalano M, Ramos T, Colicos MA, Goda Y.:
   "Activity-dependent regulation of synaptic AMPA receptor composition and abundance by β3 integrins"
   Neuron 58, 749-762 (2008)
10. Cingolani LA, Goda Y.:
    "Action in Action: The interplay of action cytoskeleton and synaptic efficacy"
    Nat Rev Neurosci 9, 344-356 (2008)