シナプスにおける時・空間近接分子群の同定手法の開発
| Project/Area Number |
19K22439
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
深田 優子 生理学研究所, 分子細胞生理研究領域, 准教授 (40416186)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | プロテオミクス |
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| Outline of Research at the Start |
生体蛋白質は時々刻々と多様な分子群と相互作用することにより、成熟、輸送を経て適所に局在化することで、生理機能を発揮する。これらいずれの過程が障害されても蛋白質はその機能を果たせず、時には疾患の要因となる。本研究では、超解像プロテオミクス法の開発に挑戦する。これまで見過されてきた蛋白質相互作用を明らかにして、シナプス制御機構やシナプス病態機構の理解につながる成果を得ることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生体タンパク質、とりわけ疾患関連タンパク質の相互作用分子を高い時・空間的解像度で同定するために、(1)不溶性が高い細胞膜に起こるタンパク質相互作用、(2)酵素と基質間結合のような一過的なタンパク質相互作用や(3)細胞種特異的なタンパク質相互作用の同定・解析手法を確立することを目指す。具体的には、てんかん関連リガンド-受容体や脂質修飾関連酵素をモデルタンパク質として、超解像プロテオミクス法の開発に挑戦する。2020年度は、2019年度に構築した実験条件とリソースを活用し、シナプス不溶性画分からタンパク質複合体の精製と構成分子の同定を進めた。具体的には、ADAM22を含むシナプスタンパク質複合体を網羅的、特異的、定量的に同定した。タグを挿入したノックインマウスを作製し、野生型マウス脳をネガティブコントロールとすることで特異性を担保した。シナプス画分のADAM22複合体構成タンパク質には、NMDA受容体、AMPA受容体等の受容体、イオンチャネルやLRRTM4-Neurexinといった接着分子などが含まれていた。また、これら膜タンパク質との結合はPSD-95を代表とするMAGUK足場タンパク質を介することを明らかにした（Fukata et al, PNAS 2021）。また、酵素と基質間結合についても、ある脂質修飾関連酵素に関して、実験リソースの整備と精製を終え、新たな酵素-基質ペアの候補を得た。さらに、シナプスタンパク質複合体の同定技術を初代培養神経細胞に応用し、細胞種特異的な相互作用分子の同定のための実験を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
(1) シナプス不溶性画分からADAM22のシナプスタンパク質複合体を精製、同定し、論文発表を行った（Fukata et al, PNAS 2021）。
(2) 脂質修飾関連酵素の相互作用分子を探索し、候補分子を得た。
(3) 神経細胞種特異的なシナプスタンパク質複合体の同定に向けた実験を推進した。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 脂質修飾関連酵素の相互作用分子の機能解析を進める。
(2) 神経細胞種特異的なシナプスタンパク質複合体を同定する。
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Report
(2 results)
Research Products
(31 results)
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[Journal Article] Canonical versus non-canonical transsynaptic signaling of neuroligin 3 tunes development of sociality in mice2021
Author(s)
Yoshida T, Yamagata A, Imai A, Kim J, Izumi H, Maenaka K, Shimada T, Fukata M, Nishijo H, Takao K, Okabe S, Tabuchi K, Mishina M, Mori H, Fukai S.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 12(1)
Issue: 1
Pages: 1848-1848
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Targeting CCR5 trafficking to inhibit HIV-1 infection2019
Author(s)
Boncompain Gaelle、Herit Floriane、Tessier Sarah、Lescure Aurianne、Del Nery Elaine、Gestraud Pierre、Staropoli Isabelle、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Brelot Anne、Niedergang Florence、Perez Franck
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Journal Title
Science Advances
Volume: 5
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Limbic Encephalitis in a Cat with Hippocampal Necrosis, putatively associated with DCC (deleted in colorectal cancer; Netrin-1 Receptor) Antibodies2019
Author(s)
Hasegawa D, Ohnishi Y, Koyama E, Matsunaga S, Ohtani S, Nakanishi A, Shiga T, Chambers JK, Uchida K, Yokoi N, Fukata Y, Fukata M.
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Journal Title
Journal of Veterinary Internal Medicine
Volume: 印刷中
Pages: 1440-1445
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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