神経回路の再編成を制御する分子機構の解析

• Project/Area Number: 13210158
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 浜 千尋 理化学研究所, 神経回路発生研究チーム, チームリーダー(研究職) (50238052)
• Project Period (FY): 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥6,900,000 (Direct Cost: ¥6,900,000); Fiscal Year 2001: ¥6,900,000 (Direct Cost: ¥6,900,000)
• Keywords: ショウジョウバエ / Trio / Rho / DHドメイン / キノコ体 / 神経回路 / 軸索 / シナプス

Research Abstract

神経回路の再編成を詳細に見てみると、それは神経繊維の伸長と退行を伴なった新たな結合パターンによるシナプス形成を基礎としている。本研究では、軸索伸長ないしシナプス形成で機能することが示唆されたショウジョウバエTrioの解析を通して神経回路の再編成を制御する機構を理解することを目的とした。特に、神経繊維の伸長と退行という対立する現象が、発生プログラムによりどのようなシグナル経路のバランスに基づいて制御されているのかは興味深い問題である。Trioは、RhoファミリーGTPaseを活性化するDHドメインを2個持ち、またそれぞれの基質が異なったGTPaseであることが示唆されていることから、Trioは1種の分子で異なる2種のシグナル経路を共役的に制御することにより神経繊維ないしシナプスの伸長と退行を制御している可能性がある。そこでTrio分子の解析を行うことにより、神経回路の再編成を制御する分子機構のモデルを提示することを期待しながら解析を進めた。
Trioのalleleである3110変異は2つあるDHドメインのうちC端側のDHドメインを欠いたタンパク質を産生することが予想され、この変異株ではキノコ体の形成に異常が観察される。そこで、各ドメインの機能を解析するためにC端側のDHドメインに変異を導入してN端側のDHドメインだけが機能する変異遺伝子を用いてトランスジェニック系統を作成し、3110変異のレスキュー実験を行った。その結果、変異表現型は野生型に復帰することが判明した。このことは、TrioのC端側のDHドメインはキノコ体の形成には必要ではないことを示している。