2018 Fiscal Year Research-status Report
Control of neurite development by a novel SUMOylation-regulating mechanism
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18K06491
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
秋山 博紀 早稲田大学, 人間科学学術院, 講師(任期付) (40568854)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | SUMO化 / SENP5 / 神経発生 / 突起伸長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SUMO化はタンパク質機能を制御する可逆的な翻訳後修飾の一種であり，がんや神経変性疾患などとの関連も指摘され，注目を集めている。しかし，神経系発生過程におけるSUMO化の機能の詳細は不明である。予備実験により，脱SUMO化酵素SENP5のノックダウンが大脳皮質神経細胞の神経突起発達を阻害することを見出した。また，申請者らは，新規に同定したSENP5のペプチダーゼ活性欠失型アイソフォームが脱SUMO化を阻害することを見出した。神経突起発達が盛んな胎生後期の脳には，従来型・活性欠失型双方のSENP5が発現しており，このふたつのアイソフォームによる拮抗的SUMO化調節によって突起発達が制御される可能性がある。本研究課題では，この新規SUMO化調節を介した神経突起発達制御機構の詳細解明を目指しており，今年度は，皮質神経細胞分散培養系を用いて従来型および活性欠失型SENP5の神経突起発達への影響を検討した。
まず，E17マウスから調製した皮質神経細胞に従来型・活性欠失型双方のSENP5が発現していることを確認した。続いて，予備実験に使用した２種類のノックダウンベクターによる従来型・活性欠失型への発現抑制の程度を検討したところ，どちらのベクターを導入した場合も，従来型・活性欠失型双方のSENP5の発現低下が確認された。また，予備実験の再試を行い，同様の結果が得られることを確認した。すなわち，従来型・活性欠失型SENP5の発現抑制は神経突起の発達を阻害することが示された。次に，従来型および活性欠失型SENP5を強制発現させ，神経突起発達への影響を観察した。結果，どちらのSENP5の強制発現によっても突起発達が阻害されたことから，このふたつのSENP5による基質タンパク質のSUMO化制御のバランスが正常な突起発達に重要であることが示唆された。
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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
当初の予定通り，従来型・活性欠失型SENP5をそれぞれ個別に発現させ，神経突起発達に対する影響を解析できた。結果，このふたつのSENP5による基質タンパク質のSUMO化制御のバランスが正常な突起発達に重要である可能性を示す結果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り，SENP5の標的タンパク質のうち，神経突起発達に寄与するものの同定を目指す。具体的には，ミトコンドリアの分裂に必要とされるDrp1をその候補として解析を進める。これに加え，分担者の協力を得ながら，子宮内電気穿孔法を用いて従来型・活性欠失型SENP5のマウス大脳皮質発生への影響の解析を進めていく予定である。
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