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2019 Fiscal Year Annual Research Report

ユビキチン化による神経細胞スパインの制御機構

Research Project

Project/Area Number 15K21769

Principal Investigator

川辺 浩志  公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他の部局, 上席研究員

Project Period (FY) 2017 – 2019
Keywordsスパイン / ユビキチン化 / 超解像顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

神経細胞間で情報はシナプスを介して軸索から樹状突起へと伝わる。シナプスの樹状突起側は棘のような構造を取り、スパインと呼ばれている。スパインの大きさは記憶や学習の過程で変化することが報告されており、その制御機構の解析は精神疾患の病態を理解する上でも重要と考えられている。本研究ではタンパク質のユビキチン化を担うE3リガーゼ遺伝子Nedd4-2, WWP1, WWP2, そしてUbe3Bがどのように神経細胞の発達を制御するかを明らかにしてきた。正常な神経細胞の発達過程で、一つの神経細胞から一本の軸索が伸びるが、Wwp1/Wwp2ダブル欠損マウスでは一つの神経細胞から複数の軸索が伸びることが明らかになった。この結果はNeuronに発表した(Ambrozkiewiczら, 2018)。知的障害を伴うKaufman症候群の原因遺伝子であるUbe3Bの機能に関して、脳特異的Ube3B条件付き欠損マウス(Ube3B bKO)の解析を行い、電気生理学的に機能的シナプス数が増加していることを明らかにした。また、行動学的に空間学習能が低下している一方で社交性と社会的記憶脳が向上していることを見出した。さらにSTED顕微鏡を使った実験で、Ube3BbKOではスパイン数が増加していることとスパインのヘッドが拡大していることを明らかにした。質量分析で同定したUbe3Bの基質であるPpp3ccとUbe3Bの機能的関連を明らかにした(Ambrozkiewiczら, 2020)。以上の成果から特異的なユビキチン化が神経細胞の発達と機能に重要であることが明らかになった。

  • Research Products

    (8 results)

All 2020 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Max Planck Institute of Experimental Medicine/Charité-Universitätsmedizin/Ulm University(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Max Planck Institute of Experimental Medicine/Charité-Universitätsmedizin/Ulm University
    • # of Other Institutions
      3
  • [Int'l Joint Research] University of British Columbia/McGill University/The University of Western Ontario(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      University of British Columbia/McGill University/The University of Western Ontario
    • # of Other Institutions
      5
  • [Int'l Joint Research] Harvard Medical School/Stanford University/National Institutes of Health(アメリカ合衆国)

    • Country Name
      アメリカ合衆国
    • Counterpart Institution
      Harvard Medical School/Stanford University/National Institutes of Health
  • [Int'l Joint Research] Fudan University(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Fudan University
  • [Int'l Joint Research] University of Basel(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      University of Basel
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      2
  • [Journal Article] Optimizing nervous system-specific gene targeting with Cre driver lines : prevalence of germline recombination and influencing factors.2020

    • Author(s)
      Luo L, Ambrozkiewicz MC, Benseler F, Chen C, Dumontier E, Falkner S, Furlanis E, Gomez AM, Hoshina N, Huang WH, M Hutchison MA, Itoh-Maruoka Y, Lavery LA, Li W, Maruo T, Motohashi J, Pai ELL, Pelkey KA, Pereira A, Philips T, Sinclair JL, Stogsdill JA, Traunmuller L, Wang J, Wortel J, You W, Abumaria N, Beier KT, Brose N, Burgess HA, Cepko CL, Cloutier JF, Eroglu C, Goebbels S, Kaeser PS, Kay JN, Lu W, Luo L, Mandai K, McBain CJ, Nave KA, Prado MAM, Prado VF, Rothstein J, Rubenstein JLR, Saher G, Sakimura K, Sanes JR, Scheiffele P, Takai Y, Umemori H, Verhage M, Yuzaki M, Zoghbi HY, Kawabe H*, and Craig AM*. *=Corresponding authors
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 106 Pages: 1-29

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2020.01.008

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The murine ortholog of Kaufman oculocerebrofacial syndrome protein Ube3b regulates synapse number by ubiquitinating Ppp3cc.2020

    • Author(s)
      Ambrozkiewicz MC*, Borisova E, Schwark M, Ripamonti S, Schaub T, Smorodchenko A, Weber AI, Rhee HJ, Altas B, Yilmaz R, Mueller S, Piepkorn L, Horan ST, Straussberg R, Zaqout S, Jahn O, Dere E, Rosario M, Boehm-Sturm P, Borck G, Willig K, Rhee JS, Tarabykin V, and Kawabe H. * *=Corresponding authors
    • Journal Title

      Molecular Psychiatry

      Volume: 106

    • DOI

      10.1038/s41380-020-0714-8

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-07-06  

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