神経活動による遺伝子発現とその制御機構

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07279107
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 小幡 邦彦 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (60013976)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SAFFEN David 東京大学, 医学部, 助教授 (50231329) ; 岡本 仁 理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (40183769) ; 古市 貞一 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (50219094) ; 白尾 智明 群馬大学, 医学部, 教授 (20171043) ; 池中 一裕 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (00144527)
• Keywords: 遺伝子発現 / 小脳顆粒細胞 / ゼブラフィッシュ / ノックアウトマウス / 最初期遺伝子 / モルヒネ / GABA / 転写因子

Research Abstract

本年度はとくに次の成果をあげた。1)中脳・小脳形成の遺伝子機構(岡本)。さきに転写因子Islet-3の関与を示唆していたが、ゼブラフィッシュ胚でLIM領域の過剰発現によりIslet-3の機能を阻害すると小脳が欠損し、Islet-3の機能阻害を解除した変異Islet-3を強制発現させると中脳・後脳境界領域が2倍までに拡大することを示して、これを証明した。2)小脳顆粒細胞の発生に関わる遺伝子の発見(古市)。マウス小脳のRNAを分析して、発生過程の顆粒細胞に選択的に発現する新規遺伝子13-2を見いだした。構造と機能を解析の結果、13-2蛋白質はアクチンおよびG蛋白質と結合することによりシグナル伝達に関与することが明らかにされた。3)GABA合成酵素遺伝子ノックアウトマウスの解析(小幡)。脳内GABAの合成に関わるのは、予想に反し、2つのアイソフォームのうちGAD67であること、GABAの減少は神経組織形成に大きな影響を及ぼさないが口蓋裂を必発することを発見した。4)モルヒネに対する依存形成の機構(三木)。マウスへのモルヒネ反復投与により一本鎖CREに結合する核蛋白質の活性が低下する、この結合蛋白質は精製、構造決定の結果Pur αと同一である、Pur αのDNA結合活性を促進する内在性因子が存在することを順次発見し、現在この増強因子の精製を行っている。また、これまでzif268およびドレブリンはそれぞれ海馬長期増強に密接に関連する最初期遺伝子として(Saffen)、神経細胞分化とシナプス構造維持に関与する蛋白質として(白尾)、解析を進めてきたが、ノックアウトマウス作成のためのターゲッティングベクターの作成とES細胞での相同組換を終了した。明年度のマウス作成と解析が期待される。

Research Products

• [Publications] Obata K.: "Excitatory and trophic action of GABA and related substances in newborn mice and organotypic cerehellar culture." Dev Neurosci. 19. 117-119 (1997)
• [Publications] Asada H.et al.: "Cleft palate and decreased brain γ-aminobutyric acid in mice lacking the 67-kDa isoform of glutamic acid decarboxylase." Proc Natl Acad Sci USA. 94. 6496-6499 (1997)
• [Publications] Yoneshima H.et al.: "Ca^<2+> differentially regulates the ligand-affinity states of type 1 and type 3 inositol 1.4.5-trisphosphate receptors." Biochem J.322. 591-596 (1997)
• [Publications] Ding Y.et al.: "Characterization of a nuclear factor that enhances DNA binding activity of ssCRE-BP/PUR α,a single-stranded DNA binding protein." Neurochem Internat. 31. 45-54 (1997)
• [Publications] Kikuchi Y.et al.: "Ocular and cerebellar defects in zebrafish induced by overexpression of the LIM domain of the Islet-3 LIM/homeodomain protein." Neuron. 18. 369-382 (1997)
• [Publications] Mieda M.et al.: "Expression of the rat m4 muscarinic acetylcholine receptor gene is regulated by the neuron-restrictive silencer element/repressor element 1." J Biol Chem. 272. 5854-5860 (1997)
• [Publications] 小幡邦彦, 他: "ノックアウトマウス・データブック(野口 茂 他編)" 中山書店, 564 (1997)
• [Publications] Kikuchi Y.et al.: "Molecular Basis of Axon Growth and Nerve Pattern Formation (Fujisawa,H.ed.)" Scientific Societies Press, 280 (1997)