神経樹状突起における局所的蛋白合成によるシナプス可塑性の理解

• Project/Area Number: 16015327
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka Bioscience Institute
• Principal Investigator: 内匠 透 (財)大阪バイオサイエンス研究所, 神経科学部門, 研究室長 (00222092)
• Project Period (FY): 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2004: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000)
• Keywords: 神経細胞 / 樹状突起 / 棘突起 / RNA結合蛋白 / アクチン / シナプス可塑性

Research Abstract

神経細胞樹状突起及び樹状突起棘では局所的蛋白合成が行われていることが示唆されており、この局所的蛋白合成が棘突起の形態的再構築さらにはシナプス可塑性の分子的基盤と考えられる。我々は、統合失調症の薬理モデルマウス(PCPマウス)のトランスクリプトーム解析で得られた候補遺伝子(RNA結合蛋白・TLS)を用いて、初代神経培養の細胞生物学的解析を行った結果、TLSが神経樹状突起に局在するRNA輸送蛋白であることやグルタミン酸シグナル依存的に興奮性シナプスを形成する棘突起へ移送することを明らかにした。またFUS/TLSのノックアウトマウスの培養海馬神経細胞では、棘突起の形態に異常が認められることから、FUS/TLSはmGluR5刺激依存的な棘突起の形態変化に重要な役割を果たしていると考えられる。さらに、我々はFUS/TLSがどのように棘突起のアクチン再構成やシナプスの形態変化に関わっているのかを明らかにするため、FUS/TLSとアクチンおよびアクチン細胞骨格依存性モーター蛋白の局所相互作用や、実際にFUS/TLS蛋白によって極性輸送されているmRNAの解析を行ったところ、アクチン安定化蛋白Nd1-L等の標的mRNAが同定された。シグナル依存性のTLSの神経細胞樹状突起棘への移行は、アクチン安定化蛋白Nd1-L mRNAの輸送を伴い、局所的蛋白合成を介してシナプス可塑性の基盤となることが予想される。

Research Products

• [Journal Article] Domain architectures and characterization of an RNA binding protein, TLS. (2004)
  • Author(s): Iko Y, Kodama TS, Kasai N, Oyama T, Morita EH, Muto T, Okumura M, Fujii R, Takumi T, Tate S, Morikawa K
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 44834-44840
• [Journal Article] The receptor tyrosine kinase Ror2 associates with and is activated by casein kinase Iε (2004)
  • Author(s): Kani S, Oishi I, Yamamoto H, Yoda A, Suzuki H, Nomachi A, Iozumi K, Nishita M, Kikuchi A, Takumi T, Minami Y
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 50102-50109
• [Journal Article] Fez1 is layer-specifically expressed in the adult mouse neocortex. (2004)
  • Author(s): Inoue K, Terashima T, Nishikawa T, Takumi T
  • Journal Title: Eur.J.Neurosci. 20 Pages: 2909-2916
• [Journal Article] Transcriptional oscillation of canonical clock genes in mouse peripheral tissues. (2004)
  • Author(s): Yamamoto T, Nakahata Y, Soma H, Akashi M, Mamine T, Takumi T
  • Journal Title: BMC Mol.Biol. 5 Pages: 18-18
• [Journal Article] The RNA binding protein TLS is translocated to the dendritic spines by mGluR5 activation and regulates spine morphogenesis.
  • Author(s): Fujii R, Okabe S, Urushido T, Inoue K, Yoshimura A, Tachibana T, Nishikawa T, Hicks GG, Takumi T
  • Journal Title: Curr.Biol.
• [Journal Article] Importin α/β mediates nuclear transport of a mammalian circadian clock component, mCRY2, together with mPER2, through a bipartite nuclear localization signal.
  • Author(s): Sakakida Y, Miyamoto Y, Nagoshi E, Akashi M, Nakamura TJ, Mamine T, Kasahara M, Minami Y, Yoneda Y, Takumi T
  • Journal Title: J.Biol.Chem.