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2012 Fiscal Year Annual Research Report

興奮性シナプス形成の分子機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22680029
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

林 崇  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80547472)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywordsシナプス形成 / グルタミン酸 / 受容体 / 翻訳後修飾 / 精神疾患 / スパイン / 一分子観察
Research Abstract

中枢神経系におけるシナプス形成機構の分子レベルの素過程として、発現する蛋白質の分子修飾と細胞内情報伝達系による制御が考えられる。本研究は、グルタミン酸作動性シナプスにおける興奮性シナプス形成と維持の基本的な調節機構の解明を目指す。今年度は引き続き、興奮性シナプス後膜に局在する受容体である知的障害・自閉症原因遺伝子IL1RAPL1が、興奮性シナプス制御に及ぼす影響の解析を続けた。そして、これまでの研究成果を取りまとめ、IL1RAPL1が下流のMcf2l-RhoA-ROCKシグナル系を介して、興奮性シナプスの形成とそれに続く成熟・安定化を促進し、興奮性シナプスにおけるグルタミン酸受容体の発現を制御する分子機構を報告した(PLoS One 8, e66254 (2013))。また、シナプスにおいて多くの蛋白質が翻訳後修飾機構により制御される。可逆的な翻訳後修飾の一種であるパルミトイル化を触媒する酵素DHHC8は、統合失調症の関連遺伝子であり、特に神経系で高発現を示す。このパルミトイル・アシルトランスフェラーゼDHHC8がシナプスに局在し、AMPA受容体結合タンパク質PICK1に会合して、PICK1のパルミトイル化を亢進することを新たに見出した。更に、小脳の平行線維-プルキンエ細胞間のシナプスにおいて、DHHC8によるPICK1のパルミトイル化がAMPA受容体の細胞内取り込みを促進し、シナプスに発現するAMPA受容体を減少させ、長期抑圧を誘導していることを明らかにした(J. Neuroscience 33, 15401-15407 (2013))。これは、パルミトイル化依存的なシナプス可塑性の最初の報告であると共に、長期抑圧に重要なパルミトイル化タンパク質を同定した初めての研究である。以上の通り、興奮性シナプスの形成とその機能調節に関する分子機構の解明を行なった。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] IL1RAPL1 regulates the formation and stabilization of glutamatergic synapses of cortical neurons through RhoA signaling pathway.2013

    • Author(s)
      Hayashi T, Yoshida T, Ra M, Taguchi R, Mishina M
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 8 Pages: e66254

    • DOI

      doi: 10.1371/journal.pone.0066254.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Smarter neuronal signaling complexes from existing components: How regulatory modifications were acquired during animal evolution.2013

    • Author(s)
      Thomas GM, Hayashi T
    • Journal Title

      Bioessays

      Volume: 35 Pages: 929-939

    • DOI

      doi: 10.1002/bies.201300076.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DHHC8-dependent PICK1 palmitoylation is required for induction of cerebellar long-term synaptic depression.2013

    • Author(s)
      Thomas GM, Hayashi T, Huganir RL, Linden DJ
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience

      Volume: 33 Pages: 15401-15407

    • DOI

      doi: 10.1523/JNEUROSCI.1283-13.2013.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 精神疾患原因遺伝子IL1RAPL1によるRhoAを介したグルタミン酸作動性シナプス制御 IL1RAPL1 regulates the formation and stabilization of glutamatergic synapses of cortical neurons through RhoA signaling pathway

    • Author(s)
      林  崇、吉田 知之、三品 昌美
    • Organizer
      Neuro2013(第36回日本神経科学・第56回日本神経化学会・第23回日本神経回路学会合同大会) 一般口頭発表
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府京都市)
  • [Presentation] Mental retardation/autism spectrum disorder related gene product IL1RAPL1 regulates formation and stabilization of glutamatergic synapses

    • Author(s)
      林  崇
    • Organizer
      US-Japan Brain Research Collaborative Program - Current Trends and Future Directions of Synaptic Plasticity Research シンポジウム発表
    • Place of Presentation
      ワシントン州立大学(米国シアトル市)ントン州立大学(米国シアトル市)
    • Invited
  • [Presentation] パルミトイル化修飾に伴うグルタミン酸受容体複合体のシナプス輸送制御 Palmitoylation-dependent synaptic delivery of glutamate receptor complex

    • Author(s)
      林  崇
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会 ワークショップ発表
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • Invited
  • [Book] 脳科学辞典 担当項目「チロシンリン酸化」2013

    • Author(s)
      林 崇(分担執筆)
    • Total Pages
      1
    • Publisher
      脳科学辞典編集委員会編

URL: 

Published: 2015-05-28  

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