CaMキナーゼIIリン酸化カスケード下流で発現が増加する可塑性遺伝子の同定

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11780572
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• Principal Investigator: 高松 芳樹 財団法人 東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 主事研究員 (50250204)
• Keywords: CaMキナーゼII / ショウジョウバエ / キノコ体 / Kenyon細胞 / FasII / 脳高次機能 / 記憶学習 / トランスジェニックフライ

Research Abstract

ディファレンシャル解析に用いる活性型CaMキナーゼIIおよび阻害ペプチドの発現誘導は、既存のキノコ体特異的なGAL4系統でなく、CaMキナーゼII本来の発現を再現するGAL4系統で行うことが望ましい。そのためCaMキナーゼIIIプロモーターを用い、dCaM KII-GAL4導入体を樹立した。リン酸化カスケード下流因子同定のための基礎データとなるCaMキナーゼII本来の発現を正確に把握するため、dCaM KII-GAL4によるレポーター発現の解析を行い、次の点を明らかにした。1.核移行型lacZレポーターを用いた共焦点多重断層撮影により、脳全体での発現分布を一細胞レベルで3次元的に明らかにした。その結果、dCaM KII-GAL4はキノコ体だけでなく食道下神経節や正中部上方など広く、しかし特異的な細胞群で発現した。2.dCaM KII-GAL4はキノコ体のKenyon細胞で、神経細胞マーカーのelav-GAL4より少ない選択的サブセットでのみ発現した。キノコ体ローブではαとβに強く、γで弱く発現したが、α'とβ'には発現しない。このことから、CaMキナーゼIIはキノコ体ではα,βそしてγに軸索を伸ばすKenyon細胞で特異的に発現すると考えられた。3.FasII抗体との二重染色の結果、両者のキノコ体ローブでの発現特異性は良く一致した。最近、神経-筋接合部においてCaMキナーゼIIがDisc Large(DLG)をリン酸化してその局在を制御することが報告された。DLGがFasIIと結合してシナプスへの局在を制御すること、またFasIIがシナプスの発達、可塑性に関与することは既に報告されており、神経-筋接合部で示されたCaMキナーゼIIとFasIIのシナプス可塑性に関わる機能的な関係が、記憶に重要な役割を果たすと考えられるキノコ体の特定のローブで採用されている可能性が考えられた。

Research Products

• [Publications] Ohsako, S. and Takamatsu, Y.: "Identification and characterization of a Drosophila homologue of the yeast UBC9 and hus5 genes"Journal of Biochemistry. 125巻. 230-235 (1999)
• [Publications] Rachidi, M. et al.: "Dynamic expression pattern of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II gene in the central nervous system of Drosophila throughout development"Biochemical and Biophysical Research Communication. 260巻. 707-711 (1999)
• [Publications] 高松芳樹ら: "ショウジョウバエCaMキナーゼII-GAL4のキノコ体ローブでの発現特異性と、脳全体での分布"第22回日本分子生物学会年回プログラム. 726 (1999)
• [Publications] 高松芳樹ら: "ショウジョウバエのカルモデュリン依存性プロテインキナーゼIIの分子遺伝学的解析"東京都神経科学総合研究所年報. 第27号. 109-111 (1999)
• [Publications] 大迫俊二、高松芳樹: "ショウジョウバエの神経系に発現するC2H2タイプZnフィンガー遺伝子の構造と機能"第22回日本分子生物学会年回プログラム. 712 (1999)
• [Publications] 大迫俊二、高松芳樹: "神経細胞の分化決定の分子機構"東京都神経科学総合研究所年報. 第27号. 106-109 (1999)