AMPA型グルタミン酸受容体のシナプス捕捉機構の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04279
• Research Institution: National Institute for Physiological Sciences
• Principal Investigator: 深田 優子 生理学研究所, 分子細胞生理研究領域, 准教授 (40416186)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: シナプス / 超解像顕微鏡 / AMPA受容体 / グルタミン酸受容体 / NMDA受容体 / てんかん / PSD-95 / パルミトイル化

Outline of Annual Research Achievements

AMPA型グルタミン酸受容体(AMPA受容体)は脳内の興奮性シナプス伝達の大部分を担うので、その神経活動依存的なシナプス後膜(PSD)への動的移動は、脳の可塑的性質（シナプス可塑性）の根幹をなすと考えられる。PSD-95はAMPA受容体をPSDにアンカリング（捕捉）する主要な足場蛋白質であることから、PSDにおけるPSD-95の数や機能を時・空間的に制御する分子機構は、まさにシナプス可塑性の動作原理となりうると期待される。本研究では、申請者らが独自に発見した、あるいは見出しつつあるAMPA受容体制御分子に着目して、PSDにおけるAMPA受容体の捕捉制御機構を明らかにすることを目指す。
今年度は、１PSDにおけるPSD-95の数を規定する新しい酵素群を見出し、その生理機能を解析した。また、２AMPA受容体シナプス伝達におけるPSD-95の機能発現を制御するリガンド･受容体経路を見出した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

上記のように、PSDにおけるPSD-95の数や機能を時・空間的に制御する２つの機構の分子基盤を明らかにし、次年度さらに発展が期待される。

Strategy for Future Research Activity

現在まで順調に進捗しており、来年度以降も目標達成に向けて、当初の計画どおりに研究を進める。予定された計画を進めるための設備、試料はすべてそろっており、問題ない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of California, San Francisco(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: University of California, San Francisco
• [Int'l Joint Research] University of Helsinki(Finland)
  • Country Name: Finland
  • Counterpart Institution: University of Helsinki
• [Journal Article] Dysfunctional ADAM22 implicated in progressive encephalopathy with cortical atrophy and epilepsy (2016)
  • Author(s): Muona M, Fukata Y, Anttonen AK, Laari A, Palotie A, Pihko H, Lönnqvist T, Valanne L, Somer M, Fukata M, Lehesjoki AE
  • Journal Title: Neurol Genet Volume: 2 Pages: e46
  • DOI: 10.1212/NXG.0000000000000046
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Local palmitoylation cycles and specialized membrane domain organization (2016)
  • Author(s): Fukata Y, Murakami T, Yokoi N, Fukata M
  • Journal Title: Curr Top Membr Volume: 77 Pages: 97-141
  • DOI: 10.1016/bs.ctm.2015.10.003
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The LGI1-ADAM22 protein complex directs synapse maturation through regulation of PSD-95 function (2015)
  • Author(s): Lovero KL, Fukata Y, Grangera AJ, Fukata M, Nicoll RA
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 112 Pages: E4129-E4137
  • DOI: 10.1073/pnas.1511910112 E4129-E4137
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Postsynaptic nanodomains generated by local palmitoylation cycles (2015)
  • Author(s): Fukata M, Sekiya A, Murakami T, Yokoi N, Fukata Y
  • Journal Title: Biochem Soc Trans Volume: 43 Pages: 199-204
  • DOI: 10.1042/BST20140238
• [Presentation] ケミカルシャペロンによるてんかん原因遺伝子産物 LGI1 構造異常の修復 (2015)
  • Author(s): Yuko Fukata
  • Organizer: 第10回 臨床ストレス応答学会大会
  • Place of Presentation: 東京農工大学140周年記念会館（東京都小金井市）
  • Year and Date: 2015-11-06 – 2015-11-07
  • Invited
• [Presentation] Molecular pathogenic mechanisms of epilepsy caused by LGI1 mutations (2015)
  • Author(s): Norihiko Yokoi, Yuko Fukata, Daisuke Kase, Taisuke Miyazaki, Martin Jaegle, Keiji Imoto, Deis Meijer, Masahiko Watanabe, Masaki Fukata
  • Organizer: 45th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: McCormick Place, Chicago, USA
  • Year and Date: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Exploration of depalmitoylating enzymes regulating bi-directional trafficking of small GTPase HRas (2015)
  • Author(s): Tatsuro Murakami, Atsushi Sekiya, Yuko Fukata, Masaki Fukata
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県神戸市中央区）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] Postsynaptic nanodomains organized by local palmitoylation machinery (2015)
  • Author(s): Yuko Fukata, Atsushi Sekiya, Tatsuro Murakami, Norihiko Yokoi, Kenta Kobayashi, Masaki Fukata
  • Organizer: FASEB Science Research Conference “Protein lipidation, Signaling, and Membrane Domains”
  • Place of Presentation: Saxtons River, Vermont, USA
  • Year and Date: 2015-07-19 – 2015-07-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Stoichiometric analysis of palmitoylation cycles on PSD-95 (2015)
  • Author(s): Norihiko Yokoi, Atsushi Sekiya, Tatsuro Murakami, Yuko Fukata, Masaki Fukata
  • Organizer: FASEB Science Research Conference “Protein Lipidation, Signaling, and Membrane Domains”
  • Place of Presentation: Saxtons River, Vermont, USA
  • Year and Date: 2015-07-19 – 2015-07-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Characterization of a mouse model with genetic deletion of DHHC2 palmitoyl acyl transferase (2015)
  • Author(s): Tatsuro Murakami, Atsushi Sekiya, Manabu Abe, Kenji Sakimura, Yuko Fukata, Masaki Fukata
  • Organizer: FASEB Science Research Conference “Protein lipidation, Signaling, and Membrane Domains”
  • Place of Presentation: Saxtons River, Vermont, USA
  • Year and Date: 2015-07-19 – 2015-07-24
  • Int'l Joint Research
• [Book] 細胞工学 (2015)
  • Author(s): 横井紀彦、深田正紀、深田優子
  • Total Pages: 2(512-513)
  • Publisher: 秀潤社
• [Remarks] 生理学研究所 生体膜研究部門ホームページ
  • URL: http://www.nips.ac.jp/fukata/