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樹状突起スパインの刈り込みにおけるオートファジーの役割の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16J04376
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 神経解剖学・神経病理学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

貝塚 剛志  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード樹状突起スパイン / PSD / シナプス / プロテオミクス / プロテオーム / シナプス後肥厚 / オートファジー
研究実績の概要

今年度は、前々年度および前年度の報告書に記載した方針に従い、樹状突起スパインに存在する巨大タンパク質複合体であるシナプス後肥厚(PSD)のプロテオーム解析を推進した。
◆発達段階におけるPSDタンパク質のリモデリング:マウスの生後の発達段階において、樹状突起スパインの数や単位時間あたりの形成数・剪定数は大きく変化する。この過程にPSDタンパク質のリモデリングが関与している可能性を考え、異なる発達段階のマウスの脳からPSDを精製し、プロテオーム解析を行った。前年度のデータはばらつきが大きい、血液のタンパク質が混入しているなどの問題があったため、PSDの精製手順、および解析する質量分析装置・ソフトウェアを変更し、再解析を行った。その結果、上記の問題が改善された精度の高いデータを得ることに成功した。さらにk平均法による変動パターンのクラスタリング、統計学的解析による有意な変化の検出、およびバイオインフォマティクス解析により、生後発達段階のマウスの脳において、シナプスの成熟を説明しうるPSDのリモデリングが生じていることを明らかにした。また、既存のオミックスデータとの相関を調べることで、このPSDリモデリングが主に転写レベルで制御されていること、げっ歯類・霊長類間で進化的に保存されていることを見出した。これらの成果は国内外の学会で発表を行っている。
◆既存PSDプロテオームデータの分析:前年度の研究をさらに拡張し、過去に出版されている25報の論文に含まれる計43セットのPSDプロテオームデータを統合し、解析した。まずクラスタリング等により、相互のデータの関連性を示した。また「複数のプロテオーム解析で検出されているが、機能が全く調べられていない因子」をさらに解析したところ、PSDの液-液相分離に関与している可能性が示唆された。今後はこれら未知のPSDタンパクの機能解析を進めていきたいと考えている。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Postsynaptic density proteins and their involvement in neurodevelopmental disorders.2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kaizuka, Toru Takumi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: in press 号: 6 ページ: 447-455

    • DOI

      10.1093/jb/mvy022

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] オートファジーの定量的解析2017

    • 著者名/発表者名
      貝塚剛志
    • 雑誌名

      実験医学増刊

      巻: 35 ページ: 33-41

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] A new probe to measure autophagic flux in vitro and in vivo.2017

    • 著者名/発表者名
      Morishita H, Kaizuka T, Hama Y, Mizushima N.
    • 雑誌名

      Autophagy

      巻: 13 号: 4 ページ: 757-758

    • DOI

      10.1080/15548627.2016.1278094

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Autophagic Flux Probe that Releases an Internal Control2016

    • 著者名/発表者名
      Kaizuka T, Morishita H, Hama Y, Tsukamoto S, Matsui T, Toyota Y, Kodama A, Ishihara T, Mizushima T, Mizushima N*
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 17 号: 4 ページ: 835-849

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2016.09.037

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 精神科領域の用語解説 オートファジー2016

    • 著者名/発表者名
      貝塚剛志
    • 雑誌名

      分子精神医学

      巻: 16 ページ: 50-52

    • NAID

      40020998021

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Remodeling of PSD composition during postnatal development2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kaizuka, Toru Takumi
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia, Autism & Neurodevelopment Disorders
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Remodeling of postsynaptic density during development2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kaizuka, Toru Takumi
    • 学会等名
      文部科学省新学術領域研究「スクラップ&ビルドによる脳機能の動的制御」第2回領域会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Proteomics of postsynaptic density and neuronal development2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kaizuka, Toru Takumi
    • 学会等名
      文部科学省新学術領域研究「スクラップ&ビルドによる脳機能の動的制御」第2回領域会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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