シナプス前終末におけるCa^<2+>チャネルの分布と機能

• 研究課題/領域番号: 17300126
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 城所 良明 群馬大学, 名誉教授 (00053083)
• 研究分担者: 上野 耕平 群馬大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (40332556) ; 田村 拓也 群馬大学, 大学院・医学系研究科, COE研究員 (80396647)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 11,400千円 (直接経費: 11,400千円); 2006年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円); 2005年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
• キーワード: シナプス / Ca2+チャネル / シナプス前終末 / ショウジョウバエ / 突然変異体 / シナプス伝達 / カコホニー変異株 / 神経筋接合 / Ca^<2+>チャネル

研究概要

1.Cacophony Ca^<2+>チャネルの分布
ショウジョウバエのシナプスにおけるCa^<2+>チャネルのαサブユニットはcacophony(cac)と呼ばれる遺伝子によってコードされている。このcacCa^<2+>チャネルに蛍光標識・EGFPをつけた形質変換株がKawasaki et al.(2004)によって作製された。この形質変換株(cac^<EGFP>)を用いてcacCa^<2+>チャネルの分布を調べシナプス小胞の分布と比較した。高K^+液によってシナプス小胞内に蛍光色素FM4-64を取り込ませると、シナプス前終末boutonの末梢、すなわち表面に近い部分に蛍光が見られる。この分布はcac^<EFGP>の分布と相関している。このことは、この条件下ではエンドサイトーシスが小胞放出部位の近傍で起こっていることを示している。
2.cacCa^<2+>チャネルの機能
cac^<null>幼生においては速いシナプス伝達はほとんど起こらない。ただし、外液中のCa^<2+>濃度を5mMに増加すると遅延した放出(delayed release)が起こる。このdelayed releaseは合成クモ毒、PLTX IIによって抑制される。このことからcacCa^<2+>チャネル以外のCa^<2+>チャネルから入るCa^<2+>によってdelayed releaseは起っていると考えられる。cac^<null>変異株にcac遺伝子を導入すると速いシナプス伝達は回復する。ただしcontrolに比してこの変異株におけるシナプス電流の振幅は44%で完全な回復ではない。このような不完全な回復はsynaptotagminIの変異株においても得られたことから、人工的に導入した遺伝子は正常な遺伝子ほど有効に活性化されないと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Nerve-evoked synchronous release and high K^+-induced quantal events are regulated separately by synaptotagmin I at Drosophila neuromuscular junction. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tamura, T., Hou, J., Reist, NE, Kidokoro.Y.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 97 ページ: 540-549
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nerve-evoked synchronous release and high K^+-induced quantal events are regulated separately by synaptotagmin I at Drosophila neuromuscular junction. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tamura, T., Hou, J., Reist, NE, Kidokoro, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 97 ページ: 540-549
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Gsα is involved in sugar perception in Drosophila melanogaster. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ueno, K., Kohatsu, S., Clay, C., Forte, M., Isono, K., Kidokoro, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 26 ページ: 6143-6152
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Experience-dependent formation and recruitment of large vesicles from reserve pool. (2006)
  • 著者名/発表者名: Steinert JR, Kuromi H, Hellwig A, Knirr M, Wyatt AW, Kidokoro Y, Schuster CM
  • 雑誌名: Neuron 50 ページ: 723-733
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synaptic Vesicle trafficking and recycling at the neuromuscular Junction; Two pathways for endocytosis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kidokoro. Y.
  • 雑誌名: Drosophila Neuromuscular Junction (Book Chapter) (ed. V. Butnik and C. Ruiz) Elsevier 75 ページ: 146-164
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Experience-dependent formation and recruitment of large vesicles from reserve pool. (2006)
  • 著者名/発表者名: Steinert JR, Kuromi H, Hellwig A, Knirr M, Wyatt AW, Kidokoro Y, Schuster CM.
  • 雑誌名: Neuron 50 ページ: 723-733
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synaptic Vesicle trafficking and recycling at the neuromuscular Junction ; Two pathways for endocytosis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kidokoro, Y.
  • 雑誌名: Book Chapter ; Drosophila Neuromuscular Junction(ed.V.Butnik, C.Ruiz.)(Elsevier)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Experience-dependent formation and recruitment of large vesicles from reserve pool. (2006)
  • 著者名/発表者名: Steinert JR, Kuromi H, Hellwig A, Knirr M, Wyatt AW, Kidokoro Y, Scuster CM.
  • 雑誌名: Neuron 50
• [雑誌論文] Synaptic Vesicle trafficking and recycling at the neuromuscular junction ; Two pathways for endocytosis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kidokoro, Y.
  • 雑誌名: Book Chapter;" Drosophila Neuromuscular Junction"ed. V. Butnik and C. Ruiz. Elsevier 75 ページ: 146-164
• [雑誌論文] External Ca^<2+> dependency of synaptic transmission in Drosophila synaptotagmin I mutants. (2005)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T., Tamura, T., Suzuki, K., Kidokoro, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 94 ページ: 1574-1586
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Analysis of conditional paralytic mutants in Drosophila sarco-endoplasmic reticulum calcium ATPase reveals novel mechanisms for regulating membrane excitability. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sanyal, S., Consoulas, C., Kuromi, H., Basole, A., Mukai, L., Kidokoro, Y., Krishnan, K.S., Ramaswami, M.
  • 雑誌名: Genetics 169 ページ: 737-750
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Functional role of a novel ternary complex comprising SRF and CREB in expression of Krox-20 in early embryos of Xenopus laevis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Hongo, I., Kidokoro, Y., Okamoto, H.
  • 雑誌名: Developmental Biology 277 ページ: 508-521
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Exocytosis and endocytosis of synaptic vesicles and functional roles of vesicle pools : Lessons from the Drosophila neuromuscular junction. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuromi, H., Kidokoro, Y.
  • 雑誌名: Neuroscientist 11 ページ: 138-147
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Analysis of conditional paralytic mutants in Drosophila sarco-endoplasmic reticulum calcium ATPase reveals novel mechanisms for regulating membrane excitability. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sanyal, S., Consoulas, C., Kuromi, H., Basole, A., Mukai, L., Kidokoro, Y, Krishnan, K.S., Ramaswami, M.
  • 雑誌名: Genetics 169 ページ: 737-750
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] External Ca^<2+> dependency of synaptic transmission in Drosophila synaptotagmin Imutants. (2005)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T., Tamura, T., Suzuki, K., Kidokoro, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 94 ページ: 1574-1586
• [雑誌論文] Functional role of a novel ternary complex comprising SRF and CREB in expression of Krox-20 in early embryos of Xenopus laevis (2005)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Hongo, I., Kidokoro, Y., Okamoto, H.
  • 雑誌名: Developmental Biology 277 ページ: 508-521
• [雑誌論文] Exocytosis and endocytosis of synaptic vesicles and functional roles of vesicle pools : Lessons from the Drosophila neuromuscular function. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuromi, H., Kidokoro, Y.
  • 雑誌名: Neuroscientist 11 ページ: 138-147
• [雑誌論文] Synaptic Vesicle trafficking and recycling at the neuromuscular Junction ; Two pathways for endocytosis.
  • 著者名/発表者名: Kidokoro, Y.
  • 雑誌名: Book Chapter ; "Drosophila Neuromuscular Junction"(ed. V.Butnik and C.Ruiz.)(Elsevier) (in press)