神経細胞の形態変化を制御するRhoファミリーGTPaseカスケード

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480236
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 浜 千尋 国立精神・神経センター, 神経研究所, 室長 (50238052)
• Keywords: 軸索 / 神経発生 / Rho / GEF / ショウジョウバエ / SIF / Trio / シナプス

Research Abstract

われわれは以前にショウジョウバエの活動性が低下した変異株の解析を通してその原因遺伝子still life(sif)を同定した。sifはマウスRac1を特異的に活性化するグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)をコードしており、このGEFは神経細胞の中でシナプスに特異的に局在して機能することが明かとなってきた。そこで、神経発生の多様な形態分化過程にはSIFタンパク質以外にも多くのGEFがその機能を発揮していることを予想し、神経発生を制御する新たなGEFの同定を試みた。
まずショウジョウバエのデータベースからアミノ酸配列の類似性を基準に複数のGEF候補分子を選択し、その中からショウジョウバエの胚の神経系で発現する分子に着目した。その結果得られたのがショウジョウバエTrioである。TrioはRhoファミリーGTPaseのグアニンヌクレオチド交換反応を制御するGEFドメインを2個持つ他、1個のSH3ドメインと複数のスペクトリンリピートを持つ。このタンパク質は胚においては表皮系の他神経系にも存在し特に軸索に顕著な局在が観察された。また、ショウジョウバエの嗅覚記憶の中枢であるキノコ体でも神経繊維全体にわたって分布していることがわかった。その機能を明らかにするため、突然変異株を分離し、その表現型を解析すると、軸索伸長/誘導に異常が生じることが明かとなった。また、キノコ体に変異細胞のクローンを誘導してその表現型を調べたところ、やはり神経繊維の伸長に異常が観察された。以上のことから、Trioは軸索伸長の制御を通して神経回路の形成において重要な役割を持つことが明かとなった。また、電子顕微鏡の観察からTrioはシナプス後部を形成する樹状突起の末端にも存在することからシナプス形成/機能にも関与していることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Sone,Masaki: "Synaptic development is controlled in the periactive zones of Drosophila synapses"Development. 127. 4157-4168 (2000)
• [Publications] Awasaki,Takeshi: "The Drosophila Trio Plays an Essential Role in Patterning of Axons by Regulating Their Directional Extension"Neuron. 26. 119-131 (2000)