・光応答性CaMKⅡ阻害ペプチドの開発とシナプス可塑性研究への応用

Optogenetics sheds light on memory research.Development and application of photoactivatable CaMKⅡ inhibitory peptide to the study of synaptic plasticity.

　この10年の間に，青色光応答性分子であるLOV2ドメインを利用した様々な遺伝子コード型の光応答性分子が開発されてきており，脳神経を中心として各分野での利用が進められている。最近我々は，LOV2ドメインを用いて，光応答性キナーゼ（CaMKⅡ）阻害ペプチドの開発に成功した。さらにこの分子を用いて，海馬神経細胞のシナプス（スパイン）において，１分間程度のCaMKⅡ活性化がシナプスの可塑的変化を惹起するのに十分であることを明らかにした。また，受動的回避テストを用いて，恐怖記憶形成には扁桃体での比較的短時間のCaMKⅡ活性化が重要であり，持続的なCaMKⅡの活性化は必要ないことを明らかにした。

　In the past decade, the various types of genetically-encoded optogenetic tools using blue-light sensitive LOV2 domain have been developed and applied in a wide range of areas including neuroscience field. Recently, we succeeded in developing a photoactivatable inhibitory peptide, a genetically-encoded light inducible CaMKⅡ inhibitory peptide. Using this new optogenetic tool, we found that the 1 min of CaMKⅡ activation is sufficient for triggering structural plasticity of synapses（spines）in hippocampal neurons. Furthermore, using passive avoidance test, we found that transient CaMKⅡ activity, but not sustained activity, is only required for fear memory formation/maintenance in amygdala of mice.