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神経細胞の樹状突起上にはシナプスを介した情報伝達に重要なスパインと呼ばれる突起上の構造体が存在する。連続した膜構造体である小胞体は、樹状突起上スパインの内部まで侵入している。スパイン内部の小胞体はシナプスでの情報伝達の長期増強・長期抑圧と密接に関連すると考えられている。スパイン内部への小胞体の侵入は一部の成熟したスパインにおいてのみ起こることなどから、特定のスパインへの小胞体の輸送、あるいは特定のスパインからの小胞体の排除は厳密に制御されていると考えられる。しかしながら、このような小胞体の膜動態を制御する機構については不明な部分が多く残されている。
スパイン近傍の小胞体に結合するタンパク質や他の細胞小器官などが、小胞体の輸送を制御すると考えられることから、これら小胞体膜上のサブドメインに存在するタンパク質を網羅的に決定する手法が必要であると考えた。そこで本年度は、オルガネラ上の特定のサブドメインのプロテオームを高い空間的分解能で決定するための新規手法の開発を試みた。細胞の化学固定処理や近接依存タンパク質標識法などの手法を組み合わせ、オルガネラ膜上の特定のマイクロドメインに存在するタンパク質群を網羅的にラベルする方法を検討した。様々な実験条件の検討を行った結果、プロテオーム解析のための条件検討は完了しつつあり、現在定量的プロテオーム解析により、標的とするタンパク質群がラベルされているか確認を進めている。
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