p105新規タンパク質による細胞質mRNA複合体の形成と細胞骨格依存的輸送

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14035252
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 椎名 伸之 国立遺伝学研究所, 構造遺伝学研究センター, 助手 (30332175)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 徳永 万喜洋 国立遺伝学研究所, 構造遺伝学研究センター, 教授 (00192659)
• Keywords: mRNA / 輸送 / シナプス可塑性 / staufen / FMRP / CaMキナーゼII / BDNF / p105

Research Abstract

神経細胞の樹状突起内へmRNAが輸送され、そのmRNAがシナプスにおいて長期増強刺激依存的に局所的にタンパク合成されることが知られている。この局所的翻訳システムは、ひとつの細胞内に多様なシナプスを形成させるためにたいへん重要で、シナプス可塑性に必須のシステムだと考えられている。このmRNA輸送体はおもにリボソームとRNAで構成される高次複合体であることが報告されているが、詳細な分子構築についてはほとんど何もわかっていないのが現状である。
p105タンパク質は、当初は中心体に集積する新規タンパク質として我々が同定したものである。本研究によって、p105は、大脳樹状突起に特異的に発現していること、またリボソーム・mRNAとともに細胞質粒子を形成することがわかってきた。この結果から、p105は神経樹状突起mRNA輸送複合体の全く新しい構成要素であると考えられた。この複合体には、シナプス形成に関与する翻訳調節因子(FMRP)やmRNA輸送因子(Staufen)など興味深い因子も局在していた。また、微小管およびアクチンモータータンパク質も局在し、これら細胞骨格依存的に複合体が細胞膜の直下まで輸送されることがわかった。さらに、この複合体によって輸送されるmRNAには、シナプス可塑性に深く関与するもの、例えばCaMキナーゼIIαやBDNFのmRNAが含まれていることがわかった。以上の結果から、p105は、大脳のシナプス可塑性に関与するmRNA輸送・翻訳制御複合体の新規構成因子であることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Hirakawa, Y.: "Analysis of the Nano-Kinetic Movement of a Single DNA by a Pin-Fiber Video Scope"Analytical Sciences. 18. 1293-1294 (2002)
• [Publications] Fkuzawa A.: "Single Molecule Measurement of Elasticity of Serine-Glutamate-and Lysine-Rich Repeats of Invertebrate Connectin Reveals That Its Elasticity Is Caused Entropically by Random Coli Structure"J.Mus.res.Cell Mot.. (in press).
• [Publications] 徳永 万喜洋: "「見えなかったものを観る-無理と言われたテーマに挑戦」"ロマン探究""Science & Technorogy Journal科学技術広報財団. 11・10. 52-53 (2002)
• [Publications] 徳永 万喜洋: "生物物理ハンドブック 朝倉書店"アクチン・ミオシン分子モーター系(印刷中).
• [Publications] 徳永 万喜洋: "実験医学別冊"バイオイメージングでここまで理解(わか)る""表面のみを高画質に観察できる全反射蛍光顕微鏡法. 104-113 (2002)