標的遺伝子組換えによる微小管関連蛋白欠失マウスの作製とその分子細胞生物学的解析

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06268203
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 原田 彰宏 東京大学, 薬学部, 助手相当 (40251441)
• Keywords: 微小管関連蛋白 / モーター蛋白 / タウ(Tau) / ダイニン / キネシン / 標的遺伝子組換え

Research Abstract

神経細胞は、樹状突起、細胞体、軸索という特徴のある構造を分化させた極性のある細胞である。近年、微小管に結合してその重合を調節する蛋白である微小管関連蛋白(MAPs)の遺伝子のいくつかが単離され、これらの遺伝子の発現が神経突起の伸長や軸索、樹状突起の分化に重要であることが示された。一方、細胞体とシナプスの間をつなぐ軸索は通常非常に長い突起であり、この中で蛋白合成が行われないため、シナプス領域で必要な蛋白は全て細胞体で合成され軸索輸送で運ばれている。近年この軸索輸送を司っていると思われる蛋白(モーター蛋白)が単離された。これら微小管関連蛋白やモーター蛋白の詳しい役割を調べることは、神経生物学の中心的な課題である。現在我々は、(1)MAPs遺伝子のうちTau,MAP2,MAP1B各MAPs遺伝子及び(2)モーター蛋白遺伝子のうちダイニン、キネシン及びその近縁蛋白の遺伝子について、これらの遺伝子の欠失したマウス系統を胚幹細胞の標的遺伝子組み換え法を用いて作製し、得られたマウス個体を分子細胞生物学的手法を駆使して解析している。そのうち,Tauについてはこれらのマウスの解析から,単独では軸索伸長に必要ではないが細い軸索中で微小管の安定化に重要な役割を果たしていることが明らかになった。さらに我々がTau欠失マウスの解析を続けて行った結果,これらのマウスでは,筋力の低下や活動性の軽度の低下及び活動パターンの異常が明らかになった。現在我々はこれらの現象の詳しい解析を行っているところである。更に他のMAPs及びモーター蛋白遺伝子についてもこれらの遺伝子の欠失したマウス系統を作成中であり,このうち,MAP2,MAP1B遺伝子については,ヘテロ接合体同士をかけ合わせているところであり,キネシン,ダイニン遺伝子については相同組み換え体の胚幹細胞を得た段階にある。

Research Products

• [Publications] Harada,A.,Oguchi,K.,Okabe,S.,Kuno,J.,Terada,S.et.al.: "Altered mi crotubule organization in small-calibre axons of mice lacking tau protein." Nature. 369. 488-491 (1994)
• [Publications] Harada,A.,Sobue,K.,and Hirokawa,N.: "Developmental changes of synapsin 1 expression in the rat cerebellar neurons." Cell Structure and Function. 15. 329-342 (1990)
• [Publications] Hirokawa,N.,Sobue,K.,Kanda,K.,Harada,A.,and Yorifuji,H.: "The cytoskeletal architecture of the presynaptic terminal and molecular structure of synapsin 1." Journal of Cell Biology. 108. 111-126 (1989)