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本研究はシナプス後膜に存在するAMPA-R を特異的に可視化することにより、シナプスの可塑的かつ動的な変化をin vivoで観察、解析可能にすることを目的とした。シナプスの可塑的な変化を半定量的に可視化するために、PSD95とAMPA-Rの間接的な相互作用を利用した。申請者はVenusの切断部位を最適化し可逆的な構造とする事で、シナプス機能の増強(LTP)やシナプス機能の減弱 (LTD)によって動的にかつ可逆的に変化するシナプス機能マーカーGenetically Encoded Plasticity Indicator (GEPI)が開発できないか検討した。ラット神経初代培養細胞において、様々な切断部位によるsplit VenusをGluA1およびPSD95に付加し、Venus再構築シグナルを比較したところ、Venus再構築減少そのものは様々な切断部位の組み合わせで検出された。GluA1とPSD95の複合体形成を阻害するGluA1 C末端欠失変異やPSD95のPDZドメイン欠失変異ではVenus再構築シグナルは消失した。TARP gamma8のdelta4変異でもGluA1とPSD95の複合体形成は阻害されるとされるが、やはりVenus再構築シグナルも減弱した。通常のVenus切断部位の場合、LTPを誘導してもVenus再構築のシグナル上昇は観察されなかった。ところがVenus の特定のアミノ酸間での切断断片を利用する事で、LTP やLTD を鋭敏に反映することが可能であった。このVenus再構築シグナルはLTPを惹起した後LTDを反映することも可能であり、実際に可逆性を保持していた。
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