Elucidation of biological significance of GABA receptors in extrasynaptic

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22J22498
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Aoyama Gakuin University
• Principal Investigator: 貞光 謙一郎 青山学院大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2022-04-22 – 2025-03-31
• Keywords: GABA / glycine / GABA(A)受容体 / glycine受容体 / 抑制性シナプス伝達 / ゼブラフィッシュ

Outline of Annual Research Achievements

抑制性シナプスには、五量体型のGABA受容体(GABAR)とglycine受容体(GlyR)が存在し、抑制性神経伝達を担う。GABAR subunitとGlyR subunitから成るhybrid受容体が存在し、GABAとglycineそれぞれに応答するかを明らかにするために研究を進めた。先行研究を基に、GABAR subunitでは23種類のうち、GABARa1,GABARb3,GABAg2を、GlyR subunitでは7種類のうち、GlyRa1, GlyRbbのcRNA合成をそれぞれ単独に行った。cRNAはさまざまな組み合わせでXenopusの卵母細胞にinjectionすることで卵母細胞膜表面上に複数パターンのsubunitを発現させた。膜表面上に発現したsubunitは、二電極式ボルテージクランプ法による電流記録を行うことで、GABAやglycineへの開口特性を評価し、hybrid受容体を形成するか確認した。まずは、GABARb3とGABARg２とGlyRa1を共発現させると、それぞれGABAとglycine両方の暴露により開口が見られた。しかし、GABARb3とGABARg2から構成される受容体はGABA暴露で、GlyRa1のみから構成される受容体はglycine暴露で開口することから、それぞれGABAとglycine両方の暴露に応答するhybrid受容体を評価できたと断言できない。この問題点を解決するために今後は、GABARb3とGABARg2のhetero五量体発現抑止及びGlyRa1のhomo五量体発現抑止のために、GABARb3とGlyRa1のsubunitを連結させたconcatemerをクローニングする。合成したconcatemerはGABARg2と共発現させ、GABAとglycine両方に対して応答するかを検証する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

もともと予定していた研究を遂行する中で、実験結果が得られている。

Strategy for Future Research Activity

次年度も引き続き、研究計画通りに研究を遂行する。

Research Products

• [Presentation] Wild-type lines and new inbred strains of zebrafish evaluated by whole genome sequencing (2022)
  • Author(s): Sadamitsu, K., Kashima, M., Shinya, M., Ashida, H., Ishioka, A., Nakayama, S., Nakayama, R., Okamoto, H., Sakai, N. and Hirata, H.
  • Organizer: 第28回 小型魚類研究会
• [Presentation] 全ゲノムシーケンスを用いたゼブラフィッシュ野生型系統の多様性評価 (2022)
  • Author(s): 貞光 謙一郎, 鹿島 誠, 石岡 亜季子, 中山 里実, 中山 涼子, 岡本 仁, 平田 普三
  • Organizer: 第8回 ゼブラフィッシュ・メダカ創薬研究会