2019 Fiscal Year Research-status Report
シナプス可塑的変化におけるタンパク質供給機構の解明
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18K06498
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| Research Institution | Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
中山 啓 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (40553590)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 局所翻訳 / シナプス可塑性 / 細胞内小器官 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経細胞に特徴的な翻訳制御機構である「局所翻訳」は、長期間保持される記憶の形成に必要な新規タンパク質合成において重要な役割を担う。しかしながら、記憶形成の細胞基盤であるシナプスの可塑的な変化において、局所翻訳により合成された新規タンパク質が刺激を受けたシナプス後部へ効率的に供給される機構については十分に理解されていない。本研究では、局所翻訳産物に膜タンパク質が含まれることから、シナプス刺激に応じて、分泌経路に関わる細胞内小器官が再編成されるのではないかと仮説を立てた。
昨年度までに、分泌経路に関わる小器官の1つである小胞体-ゴルジ体中間区画が、刺激を受けたシナプスの近傍に集積する観察結果を得た。本年度は、さらに、小胞体停留シグナルを付加したEGFPとmCherryを神経初代培養に共発現し、膜タンパク質が合成される細胞内小器官である小胞体とシナプス後部を可視化した。ケージ化グルタミン酸の光分解を用いて、単一シナプスを刺激し、可塑的変化における小胞体の動態を観察した。その結果、シナプス刺激に応じて、刺激を受けたシナプス後部へ小胞体が局在化する場合があることを観察した。これらの結果から、分泌経路に関わる細胞内小器官の協調的な局在化が、シナプス可塑性の制御に関与する可能性が示唆された。今後、細胞内小器官の局在制御がシナプス刺激の強さに依存するか、更に、細胞内小器官の局在制御に微小管の動態制御が関連するか、解析を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
シナプス刺激によって小胞体-ゴルジ中間区画に加え小胞体の局在変化が観察されたことから、シナプス刺激に応じて細胞内小器官の再編成が起こりうることが示唆された。しかしながら、細胞内小器官の局在変化が、シナプスの可塑的変化へ関連するか明らかにする必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
小胞体を含む細胞内小器官の局在変化が、シナプス刺激の強さに関連するか、調べる。さらに、細胞内小器官は細胞骨格である微小管に沿って移動するため、微小管動態を薬剤処理によって操作し、細胞内小器官の局在化やシナプスの可塑的変化に対する影響を調べる。
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