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シナプス間隙コンパートメントの構築機構と機能

Research Project

Project/Area Number 18K06471
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
Research InstitutionKyoto Sangyo University

Principal Investigator

浜 千尋  京都産業大学, 生命科学部, 教授 (50238052)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsシナプス / シナプス間隙 / Hig / Hasp / アセチルコリン受容体 / ショウジョウバエ / ニコチン性アセチルコリン受容体 / エンドサイトーシス / ナノコンパートメント / サプレッサー変異
Outline of Annual Research Achievements

ショウジョウバエ中枢神経系におけるコリン作動性シナプスのシナプス間隙には、共に分泌性のタンパク質であるHigとHaspが存在している。Higのシナプス間隙への局在にはHaspとnAChRサブユニットDalpha5とDalpha7が必要であり、その中でもHaspが欠損するとHigはシナプス間隙にほとんど検出できなくなる。ところが、Higが欠損してもHaspの局在には影響がない。したがって、Haspの局在化機構には、今までに同定されていないタンパク質が関わっていることになる。Haspと免疫沈降実験により共沈降したタンパク質の分画をショットガン法により質量分析したところ(名古屋大学、貝淵研究室との共同研究)、CG42613およびNeurexin-1という膜タンパク質が同定された。現在、CG42613について解析を進めており、このタンパク質をコードする遺伝子の欠失変異の分離に成功している。また、このタンパク質に対するポリクローナル抗体を作成して免疫染色を行なったところ、ショウショウバエの脳のシナプス領域を特異的に染色することを確認している。この抗体を使ってCG42613の欠失変異を染色すると、そのシグナルは完全に消失することから、分離した欠失変異はタンパク質を全く作らない変異であることが判明した。また、この変異体においてはHaspのシナプス局在量が減少するという結果が得られた。
CG42613タンパク質は、ニューロンだけでなくグリアで発現しているという報告があり、どの細胞での発現がHaspの局在化を制御しているのか明らかにしていく必要がある。また、シナプスにおける局在部位を、Hig、Haspなどとの相対的関係において超解像顕微鏡を用いて今後調べていく予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

CG42613抗体の作成および作成した抗体の評価に予想を超えて時間がかかった。また、CG42613遺伝子の機能解析のために分離した欠失変異を用いた解析において、脳の免疫組織染色とウエスタンブロッティングとの間で首尾一貫した結果が得られず、今後の研究を進める上での基礎を固めることに手間取っている。さらに、新型コロナウイルスの影響は研究だけでなく教育にも負担が増大し、そのことが研究時間を圧迫していることも否定できない。

Strategy for Future Research Activity

今年度が最終年度であるため、遺伝学、生化学、分子遺伝学的解析および超解像画像の解析を通して、シナプス間隙コンパートメントの形成機構についての一定の知見を提出したい。そのために、CG42613タンパク質の発現細胞種の同定、CG42613とHigとHaspタンパク質のシナプス間隙における相対的位置関係の解明を行い、またその3種のタンパク質が互いに与える影響を免疫組織学的、生化学的に詳細に解析し、シナプス間隙コンパートメントを構築する機構についての理解を得たい。

Report

(4 results)
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report

Research Products

(6 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Presentation (4 results) Remarks (2 results)

  • [Presentation] シナプス間隙のナノコンパートメント形成を制御する膜タンパク質Sclamp2021

    • Author(s)
      北市三和、西村勇飛、浜 千尋
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Synaptic levels of acetylcholine receptors are controlled by the internalizing subunit Da5 and synaptic cleft protein Hig in the Drosophila brain2020

    • Author(s)
      Yuhi Nishimura, Minoru Nakayama, Osamu Nishimura, Shigehiro Kuraku, Masaki Sone, Chihiro Hama
    • Organizer
      日本神経科学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ショウジョウバエ脳におけるアセチルコリン受容体のシナプス局在量はシナプス間隙タンパク質Higと相互作用するDalpha5サブユニットにより抑制的に調節される2019

    • Author(s)
      西村勇飛、中山 実、西村 理、工樂 樹洋、曽根 雅紀、浜 千尋
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Synaptic cleft protein Hig inhibits endocytosis of an AchR subunit Da5 to regulate AchR clustering2018

    • Author(s)
      Nakayama M, Nishimura O, Kuraku S, Sone M, Hama C
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 神経回路発生研究室ホームページ

    • URL

      http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~hama/homepage-j.html/toppu.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 京都産業大学生命科学部教員紹介

    • URL

      http://www.kyoto-su.ac.jp/faculty/professors/ls/hama-chihiro.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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