2020 Fiscal Year Annual Research Report
神経回路の動的変化を司るシナプスオーガナイザー複合体のスクラップ＆ビルド調節原理
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamic regulation of brain function by Scrap & Build system |
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| Project/Area Number |
19H04744
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
吉田 知之 富山大学, 学術研究部医学系, 准教授 (90372367)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | シナプス形成 / シナプスオーガナイザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳の発達と機能発現はシナプスの形成と除去を伴う神経回路の動的変化によって支えられている。本研究ではシナプスの形成と除去を担うシナプスオーガナイザー複合体のスクラップ＆ビルド調節原理とその生理的意義の解明を目指した。シナプス誘導時のシナプスオーガナイザー複合体の構成因子を網羅的に探索するインターラクトーム解析法を開発し、シナプスオーガナイザーのコア複合体に付属する様々なタンパク質を同定した。これらの付属タンパク質の機能解析から、シナプスオーガナイザーのコア複合体の形成を促進する活性を持つ液性因子や、抑制する活性を持つ液性因子が含まれることが明らかになった。すなわち、これらの液性因子の働きによってシナプスオーガナイザー複合体のスクラップ＆ビルド調節が担われうことが示唆された。一方、コア複合体を形成する複数のシナプスオーガナイザー間に競合関係があることを見出した。例えば、シナプス前部のNeurexin (NRXN) と受容体チロシン脱リン酸化酵素PTPRDは共にシナプス後部のNeuroligin 3 (NLGN3) に対して競合的に結合する。実際の脳内において、NRXN-NLGN3複合体が増加するとPTPRD-NLGN3複合体が壊され、NRXN-NLGN3複合体が減少するとPTPRD-NLGN3複合体が形成されること見出した。それぞれの複合体の結晶構造比較とゲノム編集技術を用いて、NRXN-NLGN3複合体の形成を選択的に障害したマウスを作出したところ、このマウスは社会性行動の増加を示した。一方、PTPRD-NLGN3複合体の形成を選択的に障害したマウスでは社会性行動が減少した。このことから、NLGN3を含むシナプスオーガナイザー複合体のスクラップ＆ビルド調節が社会性発達に重要な役割を持つことが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Canonical versus non-canonical transsynaptic signaling of neuroligin 3 tunes development of sociality in mice2021
Author(s)
T Yoshida, A Yamagata, A Imai, J Kim, H Izumi, S Nakashima, T Shiroshima, A Maeda, S Iwasawa-Okamoto, K Azechi, F Osaka, T Saitoh, K Maenaka, T Shimada, Y Fukata, M Fukata, J Matsumoto, H Nishijo, K Takao, S Tanaka, S Okabe, K Tabuchi, T Uemura, M Mishina, H Mori, S Fukai
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 12
Pages: 1848
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Functional characterization of rare NRXN1 variants identified in autism spectrum disorders and schizophrenia2020
Author(s)
Kanako Ishizuka, Tomoyuki Yoshida, Takeshi Kawabata, Ayako Imai, Hisashi Mori, Hiroki Kimura, Toshiya Inada, Yuko Okahisa, Jun Egawa, Masahide Usami, Itaru Kushima, Mako Morikawa, Takashi Okada, Masashi Ikeda, Aleksic Branko, Daisuke Mori, Toshiyuki Someya, Nakao Iwata, Norio Ozaki
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Journal Title
Journal of Neurodevelopmental Disorders
Volume: 12
Pages: 25
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Characteristics of internalization of NMDA-type GluRs with antibodies to GluN1 and GluN2B2020
Author(s)
Yukitoshi Takahashi, Shigeko Nishimura, Emiko Takao, Risa Kasai, Kaoru Enokida, Kuniko Ida, Masataka Fukuoka, Takayoshi Koike, Hiroo Omatsu, Tokito Yamaguchi, Shiho Takano, Tomoyuki Yoshida, Hisashi Mori
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Journal Title
Journal of Neuroimmunology
Volume: 349
Pages: 577427
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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