シナプス伝達の分子遺伝学的解析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09480237
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 城所 良明 群馬大学, 医学部, 教授 (00053083)
• 研究分担者: 斉藤 実 群馬大学, 医学部, 助手 (50261839) ; 吉原 基二郎 群馬大学, 医学部, 助手 (80222397)
• キーワード: ショウジョウバエ / シナプス / シナプトブレビン / 誘発性シナプス電流 / 自発性微小シナプス電流 / shibire / シナプス小胞 / リサイクリング

研究概要

本研究期間においては次の二つの研究成果が得られた。
1)シナプス伝達におけるシナプトブレビンの役割
シナプトブレビンはシナプス小胞上にある主要な蛋白であり、シナプス伝達に関与していると考えられている。そこで我々はシナプトブレビンが欠失しているショウジョウバエの突然変異体の幼生において、パッチクランプ法を用いて神経筋シナプス伝達を調べた。神経を刺激して出る誘発性シナプス電流は、試みたどのような条件下でも出なかった。しかし自発性微小シナプス電流は残存し、しかもその頻度は、Caの濃度に依存して変化した。このことからシナプトブレインは誘発性シナプス伝達には不可欠であるが、自発性シナプス小胞の融合には必須ではないことがわかった。
2)シナプス小胞のリサイクリング
シナプス小胞はその内容物、主として伝達物質、を放出するとリサイクルされて再び伝達物質で満たされることが知られている。そこで我々は色素FMI-43を用いて、ショウジョウバエ突然変異株、shibire、において、このリサイクルの過程を調べた。shibireはリサイクルに必要な蛋白、dynamin、が温度感受性に働かなくなり高温32°では、伝達物質放出後にシナプス小胞が枯渇するためにシナプス伝達が起らなくなる。このようにして完全にシナプス小胞を枯渇させた後常温にもどして色素を取込ませるとシナプス前終末が均一に染る。しかし単に常温で色素を取込ませるとシナプス前終末の表面に近い部分のみが染る。一度色素を取込ませたあと再び刺激して放出させると、前者においては中心部の色素はのこるが後者においては完全になくなる。このことからシナプス小胞には二つのプールがあり、一つは容易に放出し得るプール(readily releasable pool)で、他は極端な条件においてのみ放出されるプール(reserve pool)であると考える。

研究成果

• [文献書誌] Kuromi,H., Kidokoro,Y.: "Two distinct pools of synaptic vesicles in single presynaptic boutons revealed in a temperature-sensitive Drosophila mutant." Neuron. (in press). (1998)
• [文献書誌] Saitoe,M., Koshimoto,H., Kidokoro,Y.et al.: "Distribution of functional glutamate receptors in cultured embryonic Drosophila myotubes revealed with focal release of L-glutamate from caged compound by laser." Journal of Neuroscience Methods. (in press). (1998)
• [文献書誌] Umbach,UA, Saitoe,M., Kidokoro,Y., Gundersen,C.: "Attenuated influx of calcium ions at nerve endings of csp and shibire mutant Drosophila" Journal of Neuroscinece 18. (in press). (1998)
• [文献書誌] Deitcher,DL, Ueda,A., Kidokoro,Y., et al.: "Distinct requirements for evoked and spontaneous release of neurotransmitter are revealed by mutations in the Drosophila gene neuronal-synaptobrevin" Journal of Neuroscience. 18. 2028-2039 (1998)
• [文献書誌] Yoshihara,M., Rheuben,MB, Kidokoro,Y.: "Transition from growth cone to function motor nerve terminal in Drosophila embryos." Journal of Neuroscience. 17. 8408-8426 (1997)
• [文献書誌] Ciani,S., Nishikawa,K., Kidokoro,Y.: "Permeation of organic cations and ammonium through the glutamate receptor channel in Drosophila larval muscle." Japanese.J.ournal of Physiology. 47. 189-198, (1997)
• [文献書誌] Saitoe,M., Tanaka,S., Takata,K., Kidokoro,Y.: "Neural activity affects distribution of glutamate receptors during neuromuscular junction formation in Drosophila embryos." Developmental Biology. 184. 48-60, (1997)
• [文献書誌] Kuromi,H., Yoshihara,M., Kidokoro,Y.: "An inhibitory role of calcineurin in endocytosis of synaptic vesicles at nerve terminals of Drosophila larvae." Neurosci.ence Research. 27. 101-113 (1997)
• [文献書誌] Iino,M., Ciani,S., Tsuzuki,K., Ozawa,S., Kidokoro,Y.: "Permeation propertied of Na^+ and Ca^<2+> ions through the mouse ε2/ζ1 NMDA receptor channel expressed in Xenopus oocytes." J.ournal of Munbrane.Biology. 155. 143-156 (1997)
• [文献書誌] 城所良明: "グルタミン酸受容体の機能と構造" 神経研究の進歩. (印刷中).