Regulation of neuronal adaptor molecules by voltage-gated calcium channels at presynaptic structures

• Project/Area Number: 16K08223
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Biological pharmacy
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Taru Hidenori 北海道大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (30533731)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: シナプス / カルシウムチャネル / アダプタータンパク質 / 線虫 / 電位依存性カルシウムチャネル / 神経細胞 / アダプター分子 / 電位依存性 / エンドサイトーシス / 神経

Outline of Final Research Achievements

In neuronal presynaptic sites, neurotransmitter release is triggered by voltage-gated calcium channels (VGCC) and supported by unique basal structures with a group of adaptor proteins. In this study, we analyzed the molecular mechanism of protein localization to presynaptic sites focusing on the relationship between VGCC and the adapter molecule RIMB-1/RIM-BP in C. elegans, an invertebrate model animal. We revealed that the localization of VGCC is mainly regulated by the redundant function of two adaptor molecules, RIMB-1 and UNC-10. Moreover, we identified the requirement of VGCC and endocytic proteins for the localization of RIMB-1.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、神経系がその情報処理機能を発揮するうえで重要なプレシナプス分子、電位依存性カルシウムチャネル（VGCC）と基盤構造のアダプター分子RIMB-1について、その局在分子機構の特性を明らかにした。プレシナプスへの分子局在機構は神経科学の重要課題の一つであり、他のモデル動物での知見とともに、生物の脳神経系の理解に寄与するものである。これらのヒト相同分子は自閉症などの精神疾患や遺伝性の神経疾患に関与しており、本知見は発症分子機構理解や治療薬開発の基盤として重要である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of California, San Diego(米国)
• [Journal Article] RIMB-1/RIM-Binding Protein and UNC-10/RIM Redundantly Regulate Presynaptic Localization of the Voltage-Gated Calcium Channel in Caenorhabditis elegans (2019)
  • Author(s): Kushibiki Yuto、Suzuki Toshiharu、Jin Yishi、Taru Hidenori
  • Journal Title: The Journal of Neuroscience Volume: 39 Issue: 44 Pages: 8617-8631
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0506-19.2019
  • NAID: 120006841058
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 線虫においてアダプタータンパク質RIM-binding proteinとRIMは冗長的に電位依存性Ca2+チャネルのプレシナプス局在を制御する (2020)
  • Author(s): 櫛引 勇人、鈴木 利治、多留 偉功
  • Organizer: 日本薬学会 第140年会
• [Presentation] 神経プレシナプス形成における階層的かつ冗長的なアダプター分子群の制御機能 (2019)
  • Author(s): 多留 偉功
  • Organizer: 第92回 日本生化学会大会
• [Presentation] 神経プレシナプス形成における階層的かつ冗長的なアダプター分子群の制御機能 (2019)
  • Author(s): 多留偉功
  • Organizer: 第92回日本生化学会大会
• [Presentation] 線虫C. elegans神経プレシナプスアダプター分子RIMB-1による電位依存性カルシウムチャネルの局在制御 (2017)
  • Author(s): 櫛引勇人、鈴木利治、多留偉功
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [Presentation] 線虫C. elegansアダプター分子RIMB-1 による電位依存性カルシウムチャネルの神経プレシナプス局在制御 (2017)
  • Author(s): 櫛引勇人、鈴木利治、多留偉功
  • Organizer: 日本遺伝学会第89回大会
• [Presentation] 線虫C. elegansにおける神経プレシナプスアダプター分子RIMB-1による電位依存性カルシウムチャネルの局在制御 (2017)
  • Author(s): 櫛引勇人、鈴木利治、多留偉功
  • Organizer: 第16回次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2017
• [Presentation] アダプター分子RIMB-1による電位依存性カルシウムチャネルのプレシナプス局在制御 (2017)
  • Author(s): 櫛引勇人、鈴木利治、多留偉功
  • Organizer: 第144回日本薬学会北海道支部例会
• [Presentation] Characterization of RIM-binding protein RIMB-1 in the presynaptic active zone (2016)
  • Author(s): Yuto Kushibiki, Toshiharu Suzuki, Hidenori Taru
  • Organizer: CeNeuro2016
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2016-07-27
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 神経伝達トリガー分子の新たな局在制御機構を発見～シナプス病の分子基盤理解に貢献～
  • URL: https://www.hokudai.ac.jp/news/2019/10/post-574.html