大阪大学などの研究グループによれば，学習や記憶に関連する遺伝子が活性化する仕組みをヒトの神経細胞で明らかにしたとのことです。
脳の神経細胞が刺激を受け取ると，数百種類もの遺伝子が活性化することにより神経回路の形成・再編が誘導されます。この過程の異常は自閉症や統合失調症といった精神神経疾患とも関連しており，その仕組みを明らかにすることは疾患の病態理解において重要な課題となっています。
「CREB」と呼ばれるタンパク質は，神経細胞の生存・分化・シナプス可塑性などに必要とされるもので，刺激が入るとCREBが特定のDNA配列と結合することで学習・記憶に関連した遺伝子発現を促進します。さらにCBPと複合体を形成することにより，RNAポリメラーゼII(RNAPII)をリクルートして遺伝子発現を引き起こします。また，CBPはヒストンアセチル化酵素でもあり，エピジェネティックな制御を担うと考えられています。
これまで生化学的手法を用いてCREBの活性化経路や標的遺伝子が調べられてきましたが，遺伝子発現を促進するための時空間的な分子動態については知られていませんでした。また，これら分子メカニズムの研究は主としてげっ歯類を用いて実施されてきたため，病態理解に向けてはヒト神経細胞を用いた研究は急務です。
- 学習・記憶に重要な遺伝子発現を促進するCREBとCBPタンパク質の振る舞いをヒト神経細胞で可視化することに成功
- 神経活動が起こると、CBPによって準備された学習・記憶に関連する遺伝子にCREBが繰り返し結合することでその遺伝子発現が促進されることを明らかに
- 学習・記憶が起こる仕組みや精神神経疾患の病態理解に期待
研究グループは，ヒトの胚性幹細胞（ES細胞）から脳の大脳皮質にある神経細胞を作り，核の一部分のみを照らす特殊な顕微鏡を用い，この神経細胞の核の中でCREBが働くようすを入念に解析しました。細胞に刺激を与えると，CREBは学習・記憶に関連する遺伝子と数秒程度の結合を繰り返しました。このように素早く繰り返し結合することで遺伝子発現を促進することが明らかとなりました。本研究の成果は，学習・記憶を引き起こす仕組みのより詳細な理解につながるだけでなく，精神神経疾患の発症機構解明にも一石を投ずる成果として期待されます。
- [プレスリリース] 記憶関連分子CREBが脳の神経回路を活性化する仕組みを解明（大阪大学）
- [論文] Repetitive CREB-DNA interactions at gene loci predetermined by CBP induce activity-dependent gene expression in human cortical neurons
