| 研究概要 |
微小脳特有の単一細胞での精緻な神経回路網の設計を決定している遺伝子の機能解析を、シナプス結合に着目して行った。材料として、分子生物学的な解析の容易なショウジョウバエを用い、シナプス形成に関与する蛋白質の細胞内分布の免疫電子顕微鏡法による解析や、これらの蛋白質の遺伝子突然変異や異所発現系におけるシナプス形成の微細形態学的解析を行い、微小脳におけるシナプス形成の遺伝子機構について、以下の結果を得た。
1.シナプス形成に関わる蛋白質(HIG, SIF, TRIO等)の解析:HIGはシナプス間隙に局在し、蛹期の強制発現実験から、シナプス形成に必要であることが示唆された。SIFとTRIOはGTP-GDP交換因子であり、細胞骨格系の構造変化を調節することにより、シナプス形成に関与することがわかった。SIFについては、periactive zoneにおいて、FAS2等と協調して、シナプスの形態形成に関与していることがわかった。TRIOは、ニューロン全体に分布し、軸索伸長に関わっていることがわかった。
2.単一細胞の標識による特定シナプスの形成過程の微細形態解析
(1)GAL4エンハンサートラップ系統とUAS-WGAやUAS-GFP及びUAS-CD8::GFP系統との掛け合わせにより、単一ニューロンを標識し、電子顕微鏡レベルで特定の神経細胞の終末を同定することができた。
(2)GAL4エンハンサートラップ系統とgap-GFP系統との掛け合わせによって、特定ニューロンの標的細胞を標識し、成長円錐と標的細胞からのびる糸状仮足が絡み合い、接触面を増やしていくことを蛍光観察や電視顕微鏡観察によって明らかにした。また、Fas3やToll等の標的認識分子の異所発現実験から、この過程がこれらの分子によって制御されている事がわかった。
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