2016 Fiscal Year Research-status Report
電位依存性カルシウムチャネルによる神経プレシナプス基盤構造の分子制御
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16K08223
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
多留 偉功 北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (30533731)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 神経細胞 / シナプス / カルシウムチャネル / 電位依存性 / アダプター分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経プレシナプスの中心部位アクティブゾーン（AZ）では、アダプター分子群が集積した固有の基盤構造を軸に電位依存性カルシウムチャネル（VGCC）などの機能分子が局在し、神経情報伝達が行われる。代表者らは線虫C.elegansにおいて、アダプター分子RIMB-1がVGCCのAZへのアンカリングを担い、神経伝達調節に関与することを明らかにした。本研究では、AZ基盤構造が機能分子によってどのように制御されるかという課題を見据え、まずRIMB-1のAZ局在について分子機構および生理的意義の解明を目指すものである。平成２８年度は主に以下の研究成果を得た。
１．局在におけるVGCCの関与：VGCCはRIMB-1によってAZ局在を制御される一方、VGCCの補助サブユニットはRIMB-1局在に関与する。さらにVGCC本体サブユニットα1ファミリーについて遺伝学的に検証し、P/Q型VGCCα1であるUNC-2のRIMB-1局在への関与を明らかにした。２．機能ドメインの同定：RIMB-1は３つのSH3と２つのFN3ドメインを有する。各ドメイン欠失体発現トランスジェニック線虫の解析から、局在およびVGCC制御におけるC末端側SH3の重要性を明らかにした。３．局在に関わる細胞内経路の同定：RIMB-1のAZ局在には軸索輸送モーター分子UNC-104が関与する。軸索輸送後の局在制御に関して、各種の細胞内トラフィック経路分子の機能欠失変異体を用いた解析から、エンドサイトーシス制御分子の一つがRIMB-1局在に重要であることを見出した。４．局在異常変異体の同定：RIMB-1局在制御関連分子の網羅的同定に向けて、RIMB-1局在異常を呈する変異体を順遺伝学的に探索し、変異体６系統を単離した。
これらの成果は神経発生の分子機構の基本的理解にとって重要であり、精神神経疾患研究における貢献も期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題で目的とする分子機構理解において、エンドサイトーシス制御分子およびVGCC本体サブユニットの関与の同定は大きな進展である。また順遺伝学的探索において複数の局在異常変異体が単離されたことも今後の展開が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度見出した細胞内トラフィック制御分子の関与は局在制御メカニズムを明らかにしていく上で重要な知見であり、RIMB-1のみならずプレシナプスAZアダプター分子全体の局在制御という観点からも新規性が高い。したがって本制御分子を足掛かりとした詳細な関連分子機構の解析に重点をおき、予定の分子探索・同定と合わせて本研究課題を推進していく方策である。
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| Causes of Carryover |
物品費について光学機材・実験消耗品類の一部購入予定・時期の大きな変更、国際学会成果発表の公表時期再検討等の理由によって、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費として実験動物飼育用培地・プラスチック資材、分子生物学実験試薬、光学機器消耗品の購入に用いる。また変異体解析における受託配列解析の追加経費、学会発表旅費および論文投稿・出版諸経費として主に使用する計画である。
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