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2012 Fiscal Year Annual Research Report

シナプスにおけるMunc18の機能とその異常によるてんかんの分子生理学的研究

Research Project

Project/Area Number 22500353
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

安藤 恵子  埼玉大学, 脳科学融合研究センター, 特任准教授 (40221741)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大倉 正道  埼玉大学, 脳科学融合研究センター, 准教授 (70369172)
中井 淳一  埼玉大学, 脳科学融合研究センター, 教授 (80237198)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywordsてんかん / 線虫 / Sec1/Munc18 / イメージング
Research Abstract

大田原症候群は小児難治性てんかんの一つで、Munc18-1に多くの変異が発見されているが、Munc18-1の異常とてんかん発症の詳細な分子メカニズムはよくわかっていない。本研究は、線虫をモデル動物として用い、大田原症候群で同定されたMunc18-1の点突然変異を導入した疾患モデル動物を作成するとともに、変異と神経機能異常の関係をシナプス-回路-行動のレベルで統合的に解析し、分子病態を明らかにすることを目的としている。
本年度は、研究実施計画に基づき実験を行い、以下の結果を得た。①線虫Munc18-1ホモログにミスセンス変異を導入し、変異タンパク質を発現する遺伝子改変動物を樹立した。②ニューロンでの変異タンパク質の発現安定性を調べるため、2Aペプチドを利用して、変異タンパク質-GFP融合タンパク質と赤色蛍光タンパク質を等モルずつ発現する系を構築した。赤色蛍光タンパク質を発現している神経細胞について融合タンパク質の発現を調べた結果、シナプスでの発現の低下および細胞体での封入体の形成が認められた。③行動薬理学的解析により、コリンエステラーゼ阻害薬、痙攣誘発剤等に対する感受性を検討した結果、正常個体と比較して感受性異常を示し、シナプス伝達の異常が示唆された。また、アミノ酸置換によって表現型の重篤度に差が認められた。④シナプス伝達異常を詳細に解析するため、シナプス前ニューロンを光刺激し、シナプス後細胞での応答をイメージングする系の開発を試みた。運動ニューロンにチャネルロドプシンを発現させることにより、光刺激依存的に筋の収縮・弛緩を誘発する系と筋活動を蛍光カルシウムセンサーにより定量的に測定する系を構築した。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Genetically encoded green fluorescent Ca2+ indicators with improved detectability for neuronal Ca2+ signals.2012

    • Author(s)
      Ohkura M, Sasaki T, Sadakari J, Gengyo-Ando K, Kagawa-Nagamura Y, Kobayashi C, Ikegaya Y, Nakai J.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 7 Pages: e51286

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0051286

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of a novel ADAMTS9/GON-1 function for protein transport from the ER to the Golgi2012

    • Author(s)
      Yoshina S, Sakaki K, Yonezumi-Hayashi A, Gengyo-Ando K, Inoue H, Iino Y, Mitani S.
    • Journal Title

      Mol Biol Cell

      Volume: 23 Pages: 1728-41

    • DOI

      10.1186/1472-6750-12-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] large-scale screening for targeted knockouts in the Caenorhabditis elegans genome.2012

    • Author(s)
      C. elegans Deletion Mutant Consortium
    • Journal Title

      G3 (Bethesda)

      Volume: 2 Pages: 1415-25

    • DOI

      10.1534/g3.112.003830

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Caenorhabditis elegans insulin-like peptide, INS-17: its physiological function and expression pattern.2012

    • Author(s)
      Matsunaga Y, Nakajima K, Gengyo-Ando K, Mitani S, Iwasaki T, Kawano T.
    • Journal Title

      Biosci Biotechnol Biochem

      Volume: 76 Pages: 2168-72

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neuronally expressed Ras-family GTPase Di-Ras modulates synaptic activity in Caenorhabditis elegans.2012

    • Author(s)
      Tada M, Gengyo-Ando K, Kobayashi T, Fukuyama M, Mitani S, Kontani K, Katada T.
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 17 Pages: 778-89

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2012.01627.x.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Depletion of mboa-7, an enzyme that incorporates polyunsaturated fatty acids into phosphatidylinositol (PI), impairs PI 3-phosphate signaling in Caenorhabditis elegans.2012

    • Author(s)
      Lee HC, Kubo T, Kono N, Kage-Nakadai E, Gengyo-Ando K, Mitani S, Inoue T, Arai H.
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 14 Pages: 748-57

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2012.01624.x.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Physiological function, expression pattern, and transcriptional regulation of a Caenorhabditis elegans insulin-like peptide, INS-18.2012

    • Author(s)
      Matsunaga Y, Gengyo-Ando K, Mitani S, Iwasaki T, Kawano T.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 423 Pages: 478-83

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2012.05.145.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GPI-anchor synthesis is indispensable for the germline development of the nematode Caenorhabditis elegans.2012

    • Author(s)
      Murata D, Nomura KH, Dejima K, Mizuguchi S, Kawasaki N, Matsuishi-Nakajima Y, Ito S, Gengyo-Ando K, Kage-Nakadai E, Mitani S, Nomura K.
    • Journal Title

      Mol Biol Cell

      Volume: 23 Pages: 982-95

    • DOI

      10.1091/mbc.E10-10-0855.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 香りの評価法の検討―バイオアッセイを用いた香り評価の試みー2012

    • Author(s)
      中井淳一, 永村ゆう子, 大倉正道, 清宮はるな, 藤田孝, 松永祐, 長谷川登志夫, 安藤恵子
    • Journal Title

      Aroma Research

      Volume: 50 Pages: 126-131

  • [Presentation] 疾患モデル動物の開発と応用2013

    • Author(s)
      安藤恵子
    • Organizer
      埼玉バイオ最終成果発表会
    • Place of Presentation
      埼玉(新都心ビジネス交流プラザ)
    • Year and Date
      20130318-20130318
  • [Presentation] 改良型G-CaMPを用いた自由運動中の線虫神経筋活動のCa2+イメージング2012

    • Author(s)
      安藤恵子,宇佐美篤,永村ゆう子,大倉正道,池谷裕二,松木則夫,中井淳一
    • Organizer
      35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡(福岡国際会議場)
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [Presentation] Functional analysis of de novo Munc18-1 mutations in epilepsy using Caenorhabditis elegans as a model organism.2012

    • Author(s)
      Osawa A, Gengyo-Ando K, Nakai J
    • Organizer
      RIKEN BSI RETREAT 2012
    • Place of Presentation
      軽井沢(軽井沢プリンスホテル)
    • Year and Date
      20121112-20121113
  • [Presentation] Dynamic neuromuscular regulation in freely crawling C. elegans: multicellular Ca2+ imaging using G-CaMPs.2012

    • Author(s)
      Gengyo-Ando K, Usami A, Kagawa-Nagamura Y, Ohkura M, Ikegaya Y, Matsuki N & Nakai J
    • Organizer
      第35回日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      名古屋(名古屋国際会議場)
    • Year and Date
      20120918-20120921
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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