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神経シナプス小胞輸送の分子機構―記憶形成の理解に向けて

研究課題

研究課題/領域番号 10215204
研究種目

特定領域研究(B)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関徳島大学 (2000-2001)
大阪大学 (1998-1999)

研究代表者

佐々木 卓也  徳島大学, 医学研究科, 教授 (40241278)

研究期間 (年度) 1998 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
34,500千円 (直接経費: 34,500千円)
2001年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
2000年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
1999年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
1998年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
キーワードシナプス小胞輸送 / 神経伝達物質 / Rab3A / Doc2 / Rab3 GAP / Rab3 GEP / Rab GDI / Rabconnectin-3 / 神経伝達物質放出 / 活性制御蛋白質 / Rab3 / 呼吸不全 / 神経筋接合部 / Rab11 / Rabphilin-11 / mSec13 / Rab GDIα / X染色体性非特異的精神遅滞 / けいれん重積 / 微小管 / LTP / Rabphilin-3A
研究概要

私共は、これまでにシナプス小胞輸送の制御系としてRab3A系とDoc2系を発見し、これらの分子群が神経伝達物質放出を調節していることを明らかにしている。本研究ではRab3A系については活性制御蛋白質(Rab GDIα、Rab3 GEP)の、Doc2系についてはDoc2のノックアウトマウスを用いた個体レベルの解析を中心に研究を進め、以下の成果を得た。1.Rab GDIαのノックアウトマウスの解析より、Rab GDIαはRab3Aによるシナプス小胞輸送の過度の促進を抑え、神経の過剰興奮を抑える作用を有することを見い出した。2.Rab3 GEPのノックアウトマウスでは、横隔神経終末のシナプス小胞の減少とアクティブゾーンの形成不全が認められ、その結果、出生直後に呼吸不全で死亡することを見い出した。3.今一つの活性制御蛋白質Rab3 GAPのサブユニットを発見し、その特異抗体で共に免疫沈降されるシナプス小胞蛋白質Rabconnectin-3を見い出した。この蛋白質は、Rab3 GEPにも結合し、シナプス細胞質に存在するRab3 GEPとGAPをシナプス小胞膜上にリクルートすることによって、Rab3Aの時間的・空間的な制御に働くと考えられた。4.神経細胞を用いた実験系により、Doc2はMunc13と結合してシナプス小胞のプレシナプス膜へのdockingの過程を制御することにより神経伝達物質の放出に機能していることを示した。5.Doc2のノックアウトマウスの解析により、Doc2がshort-term plasticityとlong-term potentiationの形成に機能していることを明らかにした。このように、本研究では、Rab3A系とDoc2系がシナプス可塑性に関わることが個体レベルの解析で証明されるとともに、その分子機構の一部も解明され、当初の目的はほぼ達成できた。

報告書

(5件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (73件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (73件)

  • [文献書誌] Nagano, F.: "Rabconnectin-3 : A novel protein that binds GDP/GTP exchange protein and GTPase-activating protein for Rab3 small G protein family"J. Biol. Chem.. 277. 9629-9632 (2002)

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  • [文献書誌] Tanaka, M.: "Role of Rab3 GDP/GTP exchange protein in synaptic vesicle trafficking at the mouse neuromuscular junction"Mol. Biol. Cell. 12. 1421-1430 (2001)

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  • [文献書誌] Takai, Y.: "Small GTP-binding proteins"Physiol. Rev.. 81. 153-208 (2001)

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  • [文献書誌] Nagano, F.: "Purification and properties of Rab3 GTPase activating protein"Methods Enzymol.. 329. 67-75 (2001)

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  • [文献書誌] Shirataki, H.: "Rabphilin-3 : a target molecule for Rab3 small G proteins"Methods Enzymol.. 329. 75-82 (2001)

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  • [文献書誌] Orita, S.: "Doc2α as a modulator of Ca^<2+>-dependent exocytosis"Methods Enzymol.. 329. 83-90 (2001)

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  • [文献書誌] Mammoto, A.: "Physical and functional interaction of Rabphilin-11 with mammalian Sec13 -Implication in vesicle trafficking"J. Biol. Chem.. 275. 13167-13170 (2000)

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  • [文献書誌] Ishizaki, H.: "Role of Rab GDP dissociation inhibitor α in regulating plasticity of hippocampal neurotransmission"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 97. 11587-11592 (2000)

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  • [文献書誌] Mammoto, A.: "Rab11BP/Rabphilin-11 -A downstream target of rab11 small G protein implicated in vesicle recycling"J. Biol. Chem.. 274. 25517-25524 (1999)

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  • [文献書誌] Sakaguchi, G.: "Doc2α is an activity-dependent presynaptic modulator of neurotransmitter release"Eur. J. Neurosci.. 11. 4262-4268 (1999)

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  • [文献書誌] Ohya, T.: "Involvement of Rabphilin3 in endocytosis through interaction with Rabaptin5"J. Biol. Chem.. 273. 613-617 (1998)

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  • [文献書誌] Nagano, F.: "Molecular cloning and characterization of the noncatalytic subunit of the Rab3 subfamily-specific GTPase activating protein"J. Biol. Chem.. 273. 24781-24785 (1998)

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  • [文献書誌] Nagano, F.: "Interaction of Doc2 with Tctex-1, a light chain of cytoplasmic dynein -Implication in dynein-dependent vesicle transport"J. Biol. Chem.. 273. 30065-30068 (1998)

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  • [文献書誌] Oishi, H.: "Localization of the Rab3 small G protein regulators in nerve terminals and their involvement in Ca^<2+>-dependent exocytosis"J. Biol. Chem.. 273. 34580-34585 (1998)

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  • [文献書誌] Miki, H.: "Induction of filopodium formation by a WASP-related actin-depolymerizing protein N-WASP"Nature. 391. 93-96 (1998)

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  • [文献書誌] Mochida, S.: "Role of the Doc2α-Munc13-1 interaction in the neurotransmitter release process"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 95. 11418-11422 (1998)

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  • [文献書誌] Imamura, H.: "Rho and Rab small G proteins coordinately reorganize stress fibers and focal adhesions in MDCK cells"Mol. Biol. Cell. 9. 2561-2575 (1998)

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  • [文献書誌] Burns, M.E.: "Rabphilin-3A -A multifunctional regulator of synaptic vesicle traffic"J. Gen. Physiol.. 111. 243-255 (1998)

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  • [文献書誌] Orita, S.: "Neural Development"Springer-Verlag Tokyo Inc.. 444-449 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakanishi, H.: "Catecholamine Research : from Molecular Insights to Clinical Medicine"Kluwer Academic/Prenum Publishers. 77-80 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nagano, F., et al.: "Rabconnectin-3 : A novel protein that binds GDP/GTP exchange protein and GTPase-activating protein for Rab3 small G protein family"J. Biol. Chem.. 277. 9629-9632 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, M., et al.: "Role of Rab3 GDP/GTP exchange protein in synaptic vesicle trafficking at the mouse neuromuscular junction"Mol. Biol. Cell. 12. 1421-1430 (2001)

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  • [文献書誌] Takai, Y., et al.: "Small GTP-binding proteins"Physiol. Rev.. 81. 153-208 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nagano, E., et al.: "Purification and properties of Rab3 GTPase activating protein"Methods Enzymol.. 329. 67-75 (2001)

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  • [文献書誌] Shirataki, H., et al.: "Rabphilin-3 : a target molecule for Rab3 small G proteins"Methods Enzymol.. 329. 75-82 (2001)

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  • [文献書誌] Orita, S., et al.: "Doc2α as a modulator of Ca-<2+>-dependent exocytosis"Methods Enzymol.. 329. 83-90 (2001)

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  • [文献書誌] Mammoto, A., et al.: "Physical and functional interaction of Rabphilin-11 with mammalian Sec 13 - Implication in vesicle trafficking"J. Biol. Chem.. 275. 13167-13170 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishizaki, H., et al.: "Role of Rab GDP dissociation inhibitor α in regulating plasticity of hippocampal neurotransmission"Proc. Natl. Acad. Sci.. USA 97. 11587-11592 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mammoto, A, et al.: "RabllBP/Rabphilin- -11 ― A downstream target of rab11 small G protein implicated in vesicle recycling"J. Biol. Chem.. 274. 25517-25524 (1999)

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  • [文献書誌] Sakaguchi, G., et al.: "Doc2α is an activity-dependent presynaptic modulator of neurotransmitter release"Eur. J. Neurosci.. 11. 4262-4268 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohya, T., et al.: "Involvement of Rabphilin3 in endocytosis through interaction with Rabaptin5"J. Biol. Chem.. 273. 613-617 (1998)

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  • [文献書誌] Nagano, F., et al.: "Molecular cloning and characterization of the noncatalytic subunit of the Rab3 subfamily-specific GTPase activating protein"J. Biol. Chem.. 273. 24781-24785 (1998)

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  • [文献書誌] Nagano, F., et al.: "Interaction of Doc2 with Tctex-1, a light chain of cytoplasmic dynein ― Implication in dynein-dependent vesicle transport"J. Biol. Chem.. 273. 30065-30068 (1998)

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  • [文献書誌] Oishi, H., et al.: "Localization of the Rab3 small G protein regulators in nerve terminals and their involvement in Ca^<2+>-dependent exocytosis"J. Biol. Chem.. 273. 34580-34585 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miki, H., et al.: "Induction of filopodium formation by a WASP-related actin-depolymerizing protein N-WASP"Nature. 391. 93-96 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mochida, S., et al.: "Role of the Doc2α-Munc13-1 interaction in the neurotransmitter release process"Proc. Nail. Acad. Sci. USA. 95. 11418-11422 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Imamura ,H., et al.: "Rho and Rab small G proteins coordinately reorganize stress fibers and focal adhesions in MDCK cells"Mol. Biol. Cell. 9. 2561-2575 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Burns, M.E., et al.: "Rabphilin-3A ― A multifunctional regulator of synaptic vesicle traffic"J. Gen. Physioi.. 111. 243-255 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakanishi, H., et al., Eds. by Nagatsu, T., Nabeshima, R., McCarthy, R., Goldstein, D.: "Rab3A small G protein and its regulators in neurotransmitter release and synaptic plasticity, Catecholamine Research: from Molecular Insights to Clinical Medicine"Kluwer Academic / prenum Publishers. 77-80 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Orita, S., et al., Eds. by Ueyama, K., Kawamura, K., Yazaki, T.: "Doc2 as a presynaptic modulaor for neurotransmitter releas, Neural Develompent"Springer-Verlag Tokyo Inc.. 444-449 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nagano, F.: "Rabconnectin-3: A novel protein that binds GDP/GTP exchange protein and GTPase-activating protein for Rab3 small G protein family"J. Biol. Chem.. (in press). (2002)

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  • [文献書誌] Tanaka, M.: "Role of Rab3 GDP/GTP exchange protein in synaptic vesicle trafficking at the mouse neuromuscular junction"Mol. Biol. Cell. 12. 1421-1430 (2001)

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  • [文献書誌] Takai, Y.: "Small GTP-binding proteins"Physiol. Rev.. 81. 153-208 (2001)

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  • [文献書誌] Nagano, F.: "Purification and properties of Rab3 GTPase activating protein"Methods Enzymol.. 329. 67-75 (2001)

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  • [文献書誌] Shirataki, H.: "Rabphilin-3: a target molecule for Rab3 small G proteins"Methods Enzymol.. 329. 75-82 (2001)

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  • [文献書誌] Otita, S.: "Doc2α as a modulator of Ca^<2+>-dependent exocytosis"Methods Enzymol.. 329. 83-90 (2001)

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  • [文献書誌] Takai,Y.: "Small GTP-binding proteins."Physiol.Rev.. 81. 153-208 (2001)

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  • [文献書誌] Mammoto,A.: "Physical and functional interaction of Rabphilin-11 with mammalian Sec13-Implication in vesicle trafficking."J.Biol.Chem.. 275. 13167-13170 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ishizaki,H.: "Role of Rab GDP dissociation inhibitor α in regulating plasticity of hippocampal neurotransmission."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97. 11587-11592 (2000)

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  • [文献書誌] Sasaki,T.: "The Rho small G protein family-Rho GDI system as a temporal and spatial determinant for cytoskeletal control." Biochem.Biophys.Res.Commun.245・3. 641-645 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Orita,S.et.al.: "Frontiers of Neural Development" Springer-Verlag Tokyo Inc.,Tokyo, 444-449 (1999)

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      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2018-03-28  

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