AMPA型グルタミン酸受容体のシナプス捕捉機構の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04279
• 研究機関: 生理学研究所
• 研究代表者: 深田 優子 生理学研究所, 分子細胞生理研究領域, 准教授 (40416186)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: シナプス / 超解像顕微鏡 / AMPA受容体 / グルタミン酸受容体 / NMDA受容体 / てんかん / PSD-95 / パルミトイル化

研究実績の概要

AMPA型グルタミン酸受容体(AMPA受容体)は脳内の興奮性シナプス伝達の大部分を担うので、その神経活動依存的なシナプス後膜(PSD)への動的移動は、脳の可塑的性質（シナプス可塑性）の根幹をなすと考えられる。PSD-95はAMPA受容体をPSDにアンカリング（捕捉）する主要な足場蛋白質であることから、PSDにおけるPSD-95の数や機能を時・空間的に制御する分子機構は、まさにシナプス可塑性の動作原理となりうると期待される。本研究では、申請者らが独自に発見した、あるいは見出しつつあるAMPA受容体制御分子に着目して、PSDにおけるAMPA受容体の捕捉制御機構を明らかにすることを目指す。
今年度は、１PSDにおけるPSD-95の数を規定する新しい酵素群を見出し、その生理機能を解析した。また、２AMPA受容体シナプス伝達におけるPSD-95の機能発現を制御するリガンド･受容体経路を見出した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

上記のように、PSDにおけるPSD-95の数や機能を時・空間的に制御する２つの機構の分子基盤を明らかにし、次年度さらに発展が期待される。

今後の研究の推進方策

現在まで順調に進捗しており、来年度以降も目標達成に向けて、当初の計画どおりに研究を進める。予定された計画を進めるための設備、試料はすべてそろっており、問題ない。

研究成果

• [国際共同研究] University of California, San Francisco(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of California, San Francisco
• [国際共同研究] University of Helsinki(Finland)
  • 国名: フィンランド
  • 外国機関名: University of Helsinki
• [雑誌論文] Dysfunctional ADAM22 implicated in progressive encephalopathy with cortical atrophy and epilepsy (2016)
  • 著者名/発表者名: Muona M, Fukata Y, Anttonen AK, Laari A, Palotie A, Pihko H, Lönnqvist T, Valanne L, Somer M, Fukata M, Lehesjoki AE
  • 雑誌名: Neurol Genet 巻: 2 ページ: e46
  • DOI: 10.1212/NXG.0000000000000046
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Local palmitoylation cycles and specialized membrane domain organization (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukata Y, Murakami T, Yokoi N, Fukata M
  • 雑誌名: Curr Top Membr 巻: 77 ページ: 97-141
  • DOI: 10.1016/bs.ctm.2015.10.003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The LGI1-ADAM22 protein complex directs synapse maturation through regulation of PSD-95 function (2015)
  • 著者名/発表者名: Lovero KL, Fukata Y, Grangera AJ, Fukata M, Nicoll RA
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 112 ページ: E4129-E4137
  • DOI: 10.1073/pnas.1511910112 E4129-E4137
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Postsynaptic nanodomains generated by local palmitoylation cycles (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukata M, Sekiya A, Murakami T, Yokoi N, Fukata Y
  • 雑誌名: Biochem Soc Trans 巻: 43 ページ: 199-204
  • DOI: 10.1042/BST20140238
• [学会発表] ケミカルシャペロンによるてんかん原因遺伝子産物 LGI1 構造異常の修復 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuko Fukata
  • 学会等名: 第10回 臨床ストレス応答学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学140周年記念会館（東京都小金井市）
  • 年月日: 2015-11-06 – 2015-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular pathogenic mechanisms of epilepsy caused by LGI1 mutations (2015)
  • 著者名/発表者名: Norihiko Yokoi, Yuko Fukata, Daisuke Kase, Taisuke Miyazaki, Martin Jaegle, Keiji Imoto, Deis Meijer, Masahiko Watanabe, Masaki Fukata
  • 学会等名: 45th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: McCormick Place, Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Exploration of depalmitoylating enzymes regulating bi-directional trafficking of small GTPase HRas (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuro Murakami, Atsushi Sekiya, Yuko Fukata, Masaki Fukata
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Postsynaptic nanodomains organized by local palmitoylation machinery (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuko Fukata, Atsushi Sekiya, Tatsuro Murakami, Norihiko Yokoi, Kenta Kobayashi, Masaki Fukata
  • 学会等名: FASEB Science Research Conference “Protein lipidation, Signaling, and Membrane Domains”
  • 発表場所: Saxtons River, Vermont, USA
  • 年月日: 2015-07-19 – 2015-07-24
  • 国際学会
• [学会発表] Stoichiometric analysis of palmitoylation cycles on PSD-95 (2015)
  • 著者名/発表者名: Norihiko Yokoi, Atsushi Sekiya, Tatsuro Murakami, Yuko Fukata, Masaki Fukata
  • 学会等名: FASEB Science Research Conference “Protein Lipidation, Signaling, and Membrane Domains”
  • 発表場所: Saxtons River, Vermont, USA
  • 年月日: 2015-07-19 – 2015-07-24
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of a mouse model with genetic deletion of DHHC2 palmitoyl acyl transferase (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuro Murakami, Atsushi Sekiya, Manabu Abe, Kenji Sakimura, Yuko Fukata, Masaki Fukata
  • 学会等名: FASEB Science Research Conference “Protein lipidation, Signaling, and Membrane Domains”
  • 発表場所: Saxtons River, Vermont, USA
  • 年月日: 2015-07-19 – 2015-07-24
  • 国際学会
• [図書] 細胞工学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横井紀彦、深田正紀、深田優子
  • 総ページ数: 2(512-513)
  • 出版者: 秀潤社
• [備考] 生理学研究所 生体膜研究部門ホームページ
  • URL: http://www.nips.ac.jp/fukata/