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Synaptic cleft matrix exhibiting molecular compartments regulates synaptic differentiation

Research Project

Project/Area Number 15K06721
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Neurophysiology / General neuroscience
Research InstitutionKyoto Sangyo University

Principal Investigator

HAMA Chihiro  京都産業大学, 総合生命科学部, 教授 (50238052)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中山 実  東邦大学, 理学部, 博士研究員 (40449236)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsシナプス / シナプス間隙 / ショウジョウバエ / Hig / Hasp / アセチルコリン受容体 / アセチルコリン / サブユニット / マトリックス / サプレッサー遺伝子 / てんかん / 突然変異 / 免疫沈降 / CCP
Outline of Final Research Achievements

We are interested in studying the differentiation of synapses in the Drosophila brain, focusing on the synaptic clefts of cholinergic synapses that use acetylcholine as a neurotransmitter. We initially identified Hig as a matrix protein constituting synaptic cleft matrices. This protein intriguingly regulates the levels of nicotinic acetylcholine receptors on the postsynaptic membranes. We recently succeeded in identifying a second matrix protein Hasp in the cholinergic synaptic cleft. Hasp is required for Hig to localize at the synaptic clefts. Notably, Hig and Hasp form distinct molecular compartments located closely but separately within the cleft. This suggest that the interaction of Hig with Hasp is not via 1 to 1 molecular ratio, and there would be a novel mechanism underlying the formation of cleft matrices.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シナプスは脳内の情報伝達装置として脳機能の形成に重要な役割をもつ。多くの研究者がシナプスを研究してきたが、シナプスの一部であるシナプス間隙の解析は進んでおらず、シナプスの正しい理解は得られていない。われわれは、ショウジョウバエを用いてコリン作動性シナプスの間隙に存在する分泌性タンパク質Higを世界に先駆けて発見し、Higがアセチルコリン受容体の局在量を調節していることを見出した。さらにHigのシナプス間隙における局在にはHaspが必要であることも明らかにした。HigとHaspがシナプス間隙の中で異なるコンパートメントを形成して局在するという知見は、シナプス研究において質的に新しい発見である。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] The matrix proteins Hig and Hasp exhibit segregated distribution within synaptic clefts and play distinct roles in synaptogenesis.2016

    • Author(s)
      Nakayama, M., Suzuki, E., Tsunoda, S., Hama, C.
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience

      Volume: 36 Issue: 2 Pages: 590-606

    • DOI

      10.1523/jneurosci.2300-15.2016

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Synaptic cleft protein Hig inhibits endocytosis of an AchR subunit Da5 to regulate AchR clustering2018

    • Author(s)
      Nakayama M, Nishimura O, Kuraku S, Sone M, Hama C
    • Organizer
      第41回 日本神経科学大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シナプス間隙タンパク質HigはDa5サブユニットを介してアセチルコリン受容体の集積を制御する2017

    • Author(s)
      中山実、西村理、工樂樹洋、曽根雅紀、浜千尋
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会(生命科学系学会合同年次大会)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] アセチルコリン受容体のシナプス後膜上への集積におけるDa5サブユニットの役割2017

    • Author(s)
      高橋郁夫、中山実、浜千尋
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会(生命科学系学会合同年次大会)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Hasp局在化を制御するシナプスタンパク質のRNAiスクリーニング2017

    • Author(s)
      和田悠太郎、中山実、浜千尋
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会(生命科学系学会合同年次大会)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] アセチルコリン受容体集積を制御する分泌性シナプス間隙タンパク質Hig2016

    • Author(s)
      中山実、西村理、工楽樹洋、曽根雅紀、浜千尋
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市西区みなとみらい)
    • Year and Date
      2016-12-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ショウジョウバエHikaru genkiタンパク質のシナプス輸送における発生時期特異的な制御機構2016

    • Author(s)
      太田麻友、Thomas Senard、Dennis Kruk、鈴木章弘、中山実、浜千尋、曽根雅紀
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市西区みなとみらい)
    • Year and Date
      2016-12-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ショウジョウバエのシナプス間隙に局在するマトリックスタンパク質HigとHaspが示すコンパートメント形成と機能2015

    • Author(s)
      中山実、鈴木えみ子、角田慎一、浜千尋
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド国際展示場
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~hama/

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 神経回路発生研究室

    • URL

      http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~hama/homepage-j.html/toppu.html

    • Related Report
      2016 Research-status Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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