研究課題
基盤研究(C)
線虫のグルタミン酸受容体(GLR-1)とGFPの融合タンパク質をg1r-1遺伝子のプロモータ制御下に発現するトランスジェニック線虫を作製した。GFP-GLR-1シグナルは神経細胞の軸索上にクラスター状に局在しており、シナプスに局在することが確認された。腹側神経束のGFP-GLR-1クラスターを二光子励起レーザー顕微鏡を用いて経時的に観察したところ、線虫生体においてこれらシナプスタンパク質がクラスターは成長に伴い可塑的に変化すること、これらの変化は数時間の間に観察されるものの数分の単位では安定であること、またシナプスタンパク質が神経突起中をクラスター状で輸送されることが明らかとなった。一方、このGFP-GLR-1を用いて、特定の神経間の連絡を担う特定のシナプスを可視化するために次の遺伝子導入線虫を作製した。プレシナプスのタンパク質SNB-1とCFPの融合タンパク質をsra-6プロモーターによりASHを含む少数の感覚神経細胞細胞で、GFP-GLR-1をnmr-1プロモータによりコマンドニューロンで発現するトランスジェニック線虫を作製した。SNB-1-CFPは少数の頭部および尾部の感覚神経細胞で発現し、軸索上にクラスター状に局在した。そして、そのうちのいくつかのクラスターが神経環上で解剖学的にシナプスを形成するとされる位置でGFP-GLR-1クラスターと対になって存在していた。グルタミン酸を神経伝達物質とするASHは前進中の線虫の先端への軽い触覚刺激などを感知する感覚神経細胞で、GLR-1が発現するコマンドニューロンを興奮させることで線虫を後退させる。したがってここで可視化されたASH-コマンドニューロン間のシナプスがこの刺激の神経伝達を担っていると考えられる。このことをさらに確認するために、nmr-1::GFP-GLR-1をg1r-1変異体に導入したところ、失われていた先端刺激による後退行動が回復した。この結果はGFP-GLR-1が機能や局在を保持しており、シナプスタンパク質の動態を観察するのに適していることを示している。現在、このASH-コマンドニューロン間シナプスの形成過程や刺激頻度と動態の関係を解析している。
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