2021 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding the Molecular Mechanisms of Lipid Metabolism Disruption-induced Age-Related Neurodegeneration
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18K14835
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
新田 陽平 新潟大学, 脳研究所, 特任助教 (30800429)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ショウジョウバエ / 脂質代謝 / 神経変性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの研究によって、リン脂質代謝回路の一翼を担うCDP-ジアシルグリセロール(CDP-DAG)合成酵素であるCdsAが時期特異的にキノコ体神経細胞のサブタイプの1つであるα’/β’ニューロンが正常な構造を維持するのに重要であり、CdsAが失われると軸索の断片化が生じることを明らかにした。更に、リン脂質代謝回路においてCDP-DAGの下流に存在するホスファチジルイノシトール4,5-ビスリン酸 (PI(4,5)P2)合成酵素をノックダウンしても同様の結果が得られた。これらの結果は、PI(4,5)P2の減少が軸索断片化の原因である可能性を示唆しているが、遺伝学的実験より既知のPI(4,5)P2代謝酵素であるPI3K及びPLCはこの軸索断片化に関与していない可能性が強く示唆された。その為、PI(4,5)P2と結合するタンパク質を標的とした網羅的RNAiスクリーニングを行い、21遺伝子の候補が得られた。本年度では、RNAiスクリーニングによって得られた候補の絞り込みおよび生化学的手法によるPI(4,5)P2の減少の確認をおこなった。
複数のRNAi系統によるノックダウンや変異体解析によって前述の21遺伝子から絞り込みを行った結果、2遺伝子がPI(4,5)P2と結合して軸索断片化に関与している可能性が高まった。また、前年度までの研究でプロテアーゼの一種であるカルパインが軸索断片化の実行因子である可能性が示唆されたが、変異体解析や過剰発現解析の結果、全てのカルパインが関与していないことが明らかとなった。CdsAのノックダウンによって本実験系でもPI(4,5)P2が減少することが生化学的に確認することが出来た。
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