2020 Fiscal Year Annual Research Report
記憶の形成・維持におけるCaMKIIが構成する自己活性型タンパク質複合体の解析
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18H02528
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
実吉 岳郎 京都大学, 医学研究科, 准教授 (00556201)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | CaMKII / シナプス可塑性 / リン酸化 / 記憶学習 / タンパク質間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
記憶を規定する最小単位のシナプスでは入力刺激を受けると伝達効率および構造に持続する変化が生じる。しかし、一過的な刺激を持続する生化学反応へ変換するメカニズムは不明である。我々は、この過程において酵素（CaMKII）が基質（Rac活性化因子TIAM1）との結合により相互に活性化しあう自己活性化複合体となりシナプス構造を維持することを見出した。さらにCaMKIIとTIAM1以外の基質の結合も発見したため、より大きな概念として記憶の形成・維持には、CaMKIIと基質による自己活性化型タンパク質複合体が必要であるという新しい仮説をたてた。以下の３つの実験計画によりこの仮説を立証する。
計画１ 自己活性化型複合体のできないノックインマウスによる記憶学習解析 われわれの作成したTiam1ノックインマウスは記憶タスクである新規物体認識試験での成績が低下していた。つまり、シナプスレベルで発見した酵素基質複合体が個体レベルでの記憶にも必須の働きをしていることが明らかになった。
計画２ CaMKIIノックインマウスを用いたCaMKII結合因子の網羅的探索およびリン酸化解析 ノックインマウス由来の海馬での結合分子の解析は免疫沈降可能な特異抗体を検討したが得られなかったため、タグ付きCaMKIIで解析したところ、多くの興味深い分子が得られている。現在これらの分子の個別の結合について検討しており、プロジェクトを継続している。
計画３ CaMKII複合体によるシナプス可塑性制御：LIMK1-CaMKII複合体がLTPを起こしたシナプスで増加することが分かった。さらに結合ドメイン解析などから新たに、この結合様式が生物学的相分離によるものであることが明らかになった。CaMKIIとLIMK1のペアではなくシナプス可塑性関連タンパク質との協調作用によって結合が維持される。現在、論文投稿準備中である。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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