研究課題
脳神経系が機能的な神経回路を正しく構築するためには、莫大な数の神経細胞それぞれが自己と非自己を識別し、自己の突起間でのみ反発作用を引き起こす、自己交叉忌避と呼ばれる原理が必須である。本研究は自己交叉忌避の分子機構を解明することを目的とする。自己交叉忌避には細胞認識分子Dscamが必要であり、Dscamによる自己の認識機構は詳細に明らかにされている。一方でDscamが自己を認識した後に自己の突起間で反発作用を生み出す分子機構は全く明らかにされていない。昨年度までに、Dscamと生化学的、遺伝学的に相互作用する複数の新規分子を同定することに成功している。本年度は、それら新規Dscam下流分子の、Dscam細胞内ドメインにおける結合モチーフに様々な組み合わせで変異を導入したDscam BACトランスジェニック系統を樹立することに成功した。今後はこれらの系統を用いて、樹状突起や軸索においてin vivoでの表現型を観察し、新規同定分子群がDscamの下流因子であることを検証していく。また、DscamシグナルはDscam細胞外ドメイン同士の相互作用によって引き起こされることが分かっている。この細胞外での相互作用がどのようにして細胞内での下流のシグナルをオンにするのかについても今後解明すべき重要な課題である。本課題に取り組むために、Dscam－Dscam trans相互作用によってDscam分子がどのように構造変化（cis相互作用も含めて）を起こすのかを、構造生物学的に解析することにした。本年度は膜貫通ドメインを含んだDscamタンパク質が良好な発現ピークを示す系の構築に成功した。今後は、精製Dacamタンパク質をリポソーム上に再構成し、リポソーム間でのDscam相互作用とDscam構造変化をクライオ電子顕微鏡によって解析する。
2: おおむね順調に進展している
本研究課題に必要な実験系を、おおよそ予定通りに構築することができた。
Dscam BAC変異体系統を用いて、樹状突起や軸索においてin vivoでの表現型を観察し、新規同定分子群がDscamの下流因子であることを検証していく。さらに、精製Dacamタンパク質をリポソーム上に再構成し、リポソーム間でのDscam相互作用とDscam構造変化をクライオ電子顕微鏡によって解析する。
想定よりも順調にDscam変異体系統が樹立できたため。差額分については、新たな展開が期待できる生化学実験、クライオ電子顕微鏡解析に必要な経費として、翌年度の予算と合わせて用いる。
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