視神経の軸索投射におけるタンパク質間相互作用のダイナミックな制御

• Project/Area Number: 13J40151
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Developmental biology
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 羽毛田 聡子 東京工業大学, 生命理工学研究科, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 軸索投射 / 脱リン酸化酵素 / ショウジョウバエ / 視神経 / Lar / PtP69D / Gogo / 二重変異株 / 相互作用

Outline of Annual Research Achievements

1) larとptp69Dの2重変異体のPtp69Dによるレスキュー実験
LAR と類似した構造を持つPtp69DについてLarと同様にどの部分が機能しているのかを確かめる実験を行った。その結果、Ptp69Dでは第一脱リン酸化ドメインの活性がなくてもR7の投射はLar単変異株と同様のM3層まで回復するが、第一、第二脱リン酸化ドメインの両方の活性を失うと、2重変異株の表現形は回復しなかった。LarによるレスキューではM6層まで回復したことと合わせると、LarとPtp69D はラミナを通過し、メダラ内に侵入するところまでは機能を重複しているが、メダラ内での層特異的投射には個別の働きを持っていると考えられる。
2) larとptp69Dの2重変異体におけるR7軸索投射機構の発生段階別解析
larとptp69Dのヘテロ変異株にlarとptp69DのRNAiを用いて二重変異株を作成し、FLPase依存的にGFPを発現するマーカーを用いてR７を標識し、3例幼虫後期から成体に至るまで、R7の軸索がどのような過程を経て最終投射先に到達しているのか発生段階別に観察した。その結果、3例幼虫から蛹化後24時間まではR7軸索はほぼ正常に投射するが、36時間後に縮退が始まりさらに、42時間になると縮退は顕著になり、軸索末端の成長円錐の構造が破壊され、軸索が短くなっていく様子が観察された。48時間ではほぼすべてのR7軸索がメダラ層から消失していた。この結果から、LarおよびPtp69Dは、標的層に到達した後に標的層を認識し、伸長を安定して継続するために必要であることがわかった。
3) LarおよびPtp69Dの2重変異株と相互作用する分子
trio、Ena、ablが二重変異株と相互作用するかどうか、larとptp69Dの二重RNAiとtrio、Ena、ablのRNAiおよび強制発現系を組み合わせ、遺伝学的相互作用の有無を観察した。その結果、AblはLarおよびPtp69Dの共通の下流経路に対して抑制的に働き、Trioは促進的に働いていることが分かった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Molecular Remodelling of the Presynaptic Active Zone of Drosophila Photoreceptors via Activity-Dependent Feedback (2015)
  • Author(s): Atsushi Sugie, Satoko Hakeda-Suzuki, Emiko Suzuki, Marion Silies, Mai Shimozono, Christoph Mohl, Takashi Suzuki and Gaia Tavosanis
  • Journal Title: Neuron Volume: 86 Issue: 3 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2015.03.046
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cell surface control of the layer specific targeting in the <i>Drosophila</i> visual system (2014)
  • Author(s): Satoko Hakeda-Suzuki, Takashi Suzuki
  • Journal Title: Genes & Genetic Systems Volume: 89 Issue: 1 Pages: 9-15
  • DOI: 10.1266/ggs.89.9
  • NAID: 130004137822
  • ISSN: 1341-7568, 1880-5779
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Golden goal controls dendrite elongation and branching of multidendritic arborization neurons in Drosophila. (2013)
  • Author(s): Hakeda S, Suzuki T.
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 18 Issue: 11 Pages: 960-73
  • DOI: 10.1111/gtc.12089
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Assessing the role of cell-surface molecules in central synaptogenesis in the Drosophila visual system. (2013)
  • Author(s): Berger-Müller S, Sugie A, Taka hashi F, Tavosanis G, Hakeda-Suzuki S, Suzuki T
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8 Issue: 12 Pages: e83732-e83732
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0083732
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The two receptor tyrosine phosphatases Lar and Ptp69D create a safety net in Drosophila photoreceptor axon wiring (2016)
  • Author(s): Satoko Hakeda-Suzuki, Hiroki Takechi, Takashi Suzuki
  • Organizer: The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] 2種のチロシン脱リン酸化酵素LarとPtp69Dの視神経の軸索投射における役割 (2015)
  • Author(s): 羽毛田（鈴木 ）聡子、 武智 広樹、 鈴木 崇之
  • Organizer: 日本遺伝学会 第87回大会
  • Place of Presentation: 東北大学 川内北キャンパス
  • Year and Date: 2015-09-24
  • Invited
• [Presentation] A combinatorial role of the two receptor tyrosine phosphatases in the Drosophila photoreceptor targeting (2015)
  • Author(s): Satoko Hakeda-Suzuki, Hiroki Takechi, Takashi Suzuki
  • Organizer: 24th European Drosophila Research Conference
  • Place of Presentation: Heidelberg Convention Center
  • Year and Date: 2015-09-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A role of the two receptor tyrosine phosphatases, Lar and Ptp69D, in the photoreceptor axon targeting (2015)
  • Author(s): Satoko Hakeda-Suzuki, Hiroki Takechi, Takashi Suzuki
  • Organizer: The 38th Annual Meeting of the Japan Neuroscience
  • Place of Presentation: Kobe Convention Centor
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] A role of the two receptor tyrosine phosphatases, Lar and Ptp69D, in the photoreceptor axon targeting (2015)
  • Author(s): Satoko Hakeda-Suzuki, Hiroki Takechi, Takashi Suzuki
  • Organizer: The 48th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
  • Place of Presentation: Tsukuba International Congress Center
  • Year and Date: 2015-06-02
• [Presentation] A combinational role of the two protein tyrosine phosphatases, Lar and Ptp69D, in the photoreceptor axon targeting (2014)
  • Author(s): Satoko Hakeda-Suzuki, Fu Kusakawa, Takashi Suzuki
  • Organizer: 日本分子生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 神奈川県 横浜市
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] A combinational role of the two protein tyrosine phosphatases, Lar and Ptp69D, in the photoreceptor axon targeting (2014)
  • Author(s): Satoko Hakeda-Suzuki, Fu Kusakawa, Takashi Suzuki
  • Organizer: 日本ショウジョウバエ研究会
  • Place of Presentation: 金沢歌劇座 石川県 金沢市
  • Year and Date: 2014-06-04 – 2014-06-06
• [Presentation] 遺伝学的手法を用いた中枢シナプス可塑性へのアプローチ (2013)
  • Author(s): 杉江淳、羽毛田聡子、鈴木えみ子、タボサニスガイア、鈴木崇之
  • Organizer: 日本遺伝学会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学日吉キャンパス
  • Year and Date: 2013-09-19
  • Invited
• [Remarks]
  • URL: http://www.suzukit.bio.titech.ac.jp/japanese/Publications.html