脳内NOカスケード構成因子G-substrate欠損マウスの解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12053275
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 遠藤 昌吾 理化学研究所, 神経回路メカニズム研究グルーブ, 上級研究員 (60192514)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 敏男 理化学研究所, 行動遺伝学技術開発チーム, 研究員 (80252526)
• Keywords: 一酸化窒素 / 小脳 / プルキンエ細胞 / 遺伝子欠損マウス

Research Abstract

本研究では、神経可塑性に関与するNO(一酸化窒素)カスケードの下流因子であると考えられる小脳プルキンエ細胞に特異的なタンパク質、G-substrateの生理的役割りを解析するために、G-substrate遺伝子欠損マウスの作出を行いその基礎的解析を行った。
我々はラット、ヒト、マウスのG-substrate cDNAを単離同定し、種間で非常によく保存されたタンパク質であることを明らかにし、リン酸化されたG-substrateがプロテインホスファターゼの阻害剤として作用することを見い出した。さらに、マウスのG-substrate遺伝子のエクソンーイントロン構造そして全遺伝子構造を決定した。これらの情報を元にしてターゲティングベクターを構築し、ES細胞中での相同組換えによりキメラマウス作出、そしてキメラマウスを用いてG-substrate遺伝子欠損マウスを作出した。G-substrate遺伝子をヘテロおよびホモに欠損したマウスの外見は正常であり、その成長も正常マウスと同等であった。また、生殖機能にも異常はなくホモのオス及びホモのメスからも正常な個体数のマウスが誕生した。G-substrate遺伝子をヘテロおよびホモに欠損したマウスではターゲティングベクター由来のGFP誘導体がプルキンエ細胞のみで発現していることが観察され、G-substrateのプロモーター領域が正常に機能していることが明かとなった。
G-substrateはプルキンエ細胞にのみ特異的に局在することから、今後、小脳の可塑性である長期抑圧や瞬目反射順応や前庭動眼反射順応などの小脳に依存した学習機能に対するG-substrate遺伝子欠損の影響について解析する予定である。

Research Products

• [Publications] Leven son,J. et al: "Long-term regulation of neuronal high-affinity glutamate and glutamine uptake in Aplysia."Proc.Nati.Acad.Sci.USA. 97(23). 12858-63 (2000)
• [Publications] Endo,S.and Ito,M.: "Characterization of G-substrate, a putaive downstream component of NO-cGMP-PKG cascade in cerebellar Purkinje cells"Proc.Australian Neuroscience Society. 12. 159 (2001)
• [Publications] Nakashiba T, et al: "Netrin-G1 : a novel glycosyl phosphatidylinositol-linked mammalian netrin that is functionally divergent from classical netrins."J Neurosci.. 20(17). 6540-50 (2000)
• [Publications] Sassa T, et al: "Identification of variants and dual promoters of murine serine/threonine kinase KKIAMRE."J Neurochem.. 74(5). 1809-19 (2000)
• [Publications] 池田敏男: "成体神経組織での誘導的および領域特異的遺伝子欠失と発現"分子神経医学. 1. 65-70 (2000)