神経回路形成に関与する蛋白質因子の検索と機能解析

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05680679
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 磯辺 俊明 東京都立大学, 理学部, 助教授 (70106607)
• 研究分担者: 花岡 和則 国立精神神経センターモデル動物開発部, 室長 (40189577)
• キーワード: cerebellum / neural circuit / development / gene regulation / brain protein / cell-cycle motif / leucine-rich repeat / histockemistry

研究概要

本研究は、神経回路の形成が出生後に行われ、また神経回路網の多彩な遺伝的変異が知られているマウス/ラット小脳を実験系として、脳神経系に存在して神経回路の形成に関与する一連の蛋白質を系統的に検索、分離、同定し、その構造と機能の解析によって哺乳動物脳の神経回路網の形成機構を分子レベルで解明することを目的としたものである。平成5年度の研究では、2次元クロマトグラフィーおよび2次元電気泳動法によるスクリーニングの結果として、ラット小脳の150種類以上の蛋白質の発現パターンの解析を終了し、回路形成の過程で一過性に発現する蛋白質を約20種類検出した。このうち2種類のタンパク質については、ラット脳組織から分離精製し、cDNAクローニング法により全アミノ酸を決定した。また、得られたアミノ酸配列を各種のタンパク質/遺伝子データベースにより解析すると共に、特異抗体およびcDNAを用いた組織化学的な方法によって、小脳成熟過程でのそれぞれのタンパク質の細胞レベルでの発現パターンを明らかにした。さらに小脳の形成不全を伴う遺伝的変異をもつマウス(staggerer)での発現についても検討した。その結果、1分子はショウジョウバエや線虫で細胞の分化や細胞周期の調節に関与しているタンパク質と共通の構造をもち、神経細胞、とりわけ小脳の顆粒細胞の分化に関わっていること、他の1分子は、特異的なタンパク質間相互作用を媒介する“ロイシンリッチリピート"と呼ばれる特徴的な構造をもち、神経細胞に存在する核内因子として小脳の分化、成熟に関与していることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] M.Taoka ら: "Murine Cerebellar Neurons Express a Novel Gene Encoding a Protein related to Cell-cycle Control and Cell-fate Determination Proteins" Journal of the Biological Chemistry. (1994)
• [文献書誌] M.Watanabe ら: "Developmental Regulation of Neuronal Expression for the eta subtype of the 14-3-3 protein,a putative regulatory protein for protein kinase C" Developmental Brain Research. 73. 225-235 (1993)
• [文献書誌] K.Matsuoka ら: "Covalent Structure of Bovine Bravin Calreticulin" Biochemical Journal. 298. 435-442 (1994)
• [文献書誌] T.Ohsumi ら: "Ribosome-binding protein p34 is a member of the leucine-rich-repeat protein superfamily" Biochemical Journal. 294. 465-472 (1993)
• [文献書誌] Y.Nabeshima ら: "Myogenin gene disruption results in perinatal lethality because of severe muscle defect"
• [文献書誌] Nature. 364. 532-535 (1993)
• [文献書誌] S.Sawai ら: "Defects of embryonic organogenesis resulting from targeted disruption of the N-myc gene in the mouse" Development. 117. 1445-1455 (1993)