光活性化蛋白質を用いたRhoファミリーG蛋白質によるシナプス構造可塑性制御の研究

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22700359
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 実吉 岳郎 独立行政法人理化学研究所, 記憶メカニズム研究チーム, 研究員 (00556201)
• Keywords: 光活性化タンパク質 / シナプス可塑性 / 海馬 / アクチン

Research Abstract

本研究計画は、シナプス構造可塑性の分子メカニズムを長期増強をモデルに単一スパインレベルでのCaMKII制御分子や情報伝達経路の同定を目的として行われた。計画1ではシナプス構造可塑性を制御するシグナル経路の同定を試み、作業仮説通りにCaMKII、Rac,Pak,ROCK,cofilinの各分子が重要であることを明らかにした。計画2では光刺激によって機能を制御できる光活性化型タンパク質の創生を試みた。植物屈光性因子のLOVドメインを利用し、光活性化型CaMKII分子の創生に成功した。現在、PA-CaMKII分子の性質を詳細に検討している。計画3では、Rhoファミリー分子の長期増強発現時の分子活性をモニターすることを試みた。計画途中の昨年(2011)にRhoAおよびCdc42分子に関してほかの研究グループより報告された。残る一つのRac分子活性について試みている。蛍光寿命測定顕微鏡によるFRET測定用バイオプローブを作成し、蛍光タンパク質の組み合わせによって反応性が異なることを見出しているが、現在最適化の条件検討中である。計画4では非天然アミノ酸を利用した相互作用解析を試みた。
Photocross-linkableな非天然アミノ酸のひとつ、p8paをCaMKIIに導入するところまで成功し、紫外線によってサブユニット内でのクロスリンクを確認できた。今後の課題として非天然アミノ酸の導入効率の改善などさらなる条件検討が必要である。
以上、本研究計画はおおむね研究計画通りに研究は進展し、成果を得られた。