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線虫のシナプスタンパク質の動態の解析

研究課題

研究課題/領域番号 15500208
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 神経科学一般
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

黒柳 秀人  東京医科歯科大学, 大学院・疾患生命科学研究部, 講師 (30323702)

研究分担者 岡部 繁男  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (60204012)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード線虫 / 可視化技術 / 蛍光タンパク質 / グルタミン酸受容体 / シナプス / 経時観察
研究概要

線虫のグルタミン酸受容体(GLR-1)とGFPの融合タンパク質をg1r-1遺伝子のプロモータ制御下に発現するトランスジェニック線虫を作製した。GFP-GLR-1シグナルは神経細胞の軸索上にクラスター状に局在しており、シナプスに局在することが確認された。腹側神経束のGFP-GLR-1クラスターを二光子励起レーザー顕微鏡を用いて経時的に観察したところ、線虫生体においてこれらシナプスタンパク質がクラスターは成長に伴い可塑的に変化すること、これらの変化は数時間の間に観察されるものの数分の単位では安定であること、またシナプスタンパク質が神経突起中をクラスター状で輸送されることが明らかとなった。一方、このGFP-GLR-1を用いて、特定の神経間の連絡を担う特定のシナプスを可視化するために次の遺伝子導入線虫を作製した。プレシナプスのタンパク質SNB-1とCFPの融合タンパク質をsra-6プロモーターによりASHを含む少数の感覚神経細胞細胞で、GFP-GLR-1をnmr-1プロモータによりコマンドニューロンで発現するトランスジェニック線虫を作製した。SNB-1-CFPは少数の頭部および尾部の感覚神経細胞で発現し、軸索上にクラスター状に局在した。そして、そのうちのいくつかのクラスターが神経環上で解剖学的にシナプスを形成するとされる位置でGFP-GLR-1クラスターと対になって存在していた。グルタミン酸を神経伝達物質とするASHは前進中の線虫の先端への軽い触覚刺激などを感知する感覚神経細胞で、GLR-1が発現するコマンドニューロンを興奮させることで線虫を後退させる。したがってここで可視化されたASH-コマンドニューロン間のシナプスがこの刺激の神経伝達を担っていると考えられる。このことをさらに確認するために、nmr-1::GFP-GLR-1をg1r-1変異体に導入したところ、失われていた先端刺激による後退行動が回復した。この結果はGFP-GLR-1が機能や局在を保持しており、シナプスタンパク質の動態を観察するのに適していることを示している。現在、このASH-コマンドニューロン間シナプスの形成過程や刺激頻度と動態の関係を解析している。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2005 2004 2003 2002

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Simultaneous observation of stably associated presynaptic varicosities and postsynaptic spines; morphological alterations of CA3-CA1 synapses in hippocampal slice cultures.2005

    • 著者名/発表者名
      Umeda T et al.
    • 雑誌名

      Mol Cell Neurosci. 28

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bi-directional regulation of postsynaptic cortactin distribution by BDNF and NMDA receptor activity.2005

    • 著者名/発表者名
      Iki J et al.
    • 雑誌名

      Eur J Neurosci. 22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Determination of absolute protein numbers in single synapses by a GFP-based calibration technique.2005

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Y et al.
    • 雑誌名

      Nat Methods. 2

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simultaneous observation of stably associated presynaptic varicosities and postsynaptic spines : morphological alterations of CA3-CA1 synapses in hippocampal slice cultures.2005

    • 著者名/発表者名
      Umeda T, Ebihara T, Okabe S.
    • 雑誌名

      Mol Cell Neurosci. 28

      ページ: 264-274

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bi-directional regulation of postsynaptic cortactin distribution by BDNF and NMDA receptor activity.2005

    • 著者名/発表者名
      Iki J, Inoue A, Bito H, Okabe S.
    • 雑誌名

      Eur J Neurosci. 22

      ページ: 2985-2994

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Determination of absolute protein numbers in single synapses by a GFP-based calibration technique.2005

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Y, Kawabata I, Sobue K, Okabe S.
    • 雑誌名

      Nat Methods. 2

      ページ: 677-684

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electroporation-mediated gene transfer system applied to cultured CNS neurons.2004

    • 著者名/発表者名
      Kawabata I et al.
    • 雑誌名

      Neuroreport. 15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electroporation-mediated gene transfer system applied to cultured CNS neurons.2004

    • 著者名/発表者名
      Kawabata I, Umeda T, Yamamoto K, Okabe S.
    • 雑誌名

      Neuroreport. 15

      ページ: 971-975

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synchronized formation and remodeling of postsynaptic densities : long-term visualization of hippocampal neurons expressing postsynaptic density proteins tagged with green fluorescent protein.2003

    • 著者名/発表者名
      Ebihara T et al.
    • 雑誌名

      J Neurosci. 23

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synchronized formation and remodeling of postsynaptic densities : long-term visualization of hippocampal neurons expressing postsynaptic density proteins tagged with green fluorescent protein.2003

    • 著者名/発表者名
      Ebihara T, Kawabata I, Usui S, Sobue K, Okabe S.
    • 雑誌名

      J Neurosci. 23

      ページ: 2170-2181

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Impaired cell cylce control of neuronal precursor cells in the neocortical primordium of presenilin-1-deficient mice.2002

    • 著者名/発表者名
      Yuasa S et al.
    • 雑誌名

      J Neurosci Res. 70

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Impaired cell cycle control of neuronal precursor cells in the neocortical primordium of presenilin-1-deficient mice.2002

    • 著者名/発表者名
      Yuasa S, Nakajima M, Aizawa H, Sahara N, Koizumi K, Sakai T, Usami M, Kobayashi S, Kuroyanagi H, Mori H, Koseki H, Shirasawa T.
    • 雑誌名

      J Neurosci Res. 70

      ページ: 501-513

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] キーワードで理解する転写イラストマップ(田村隆明編)2004

    • 著者名/発表者名
      黒柳秀人, 萩原正敏
    • 出版者
      羊土社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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