研究課題
神経細胞は1本の軸索と複数の樹状突起を形成し極性を獲得する。神経極性は、神経細胞の基本的な機能であるシグナルの入出力や統合に重要な役割を果たす。最近の数多くの報告から、細胞内におけるシグナルの非対称性が培養海馬神経細胞の極性を形成することが明らかとなりつつある。しかし、このようなシグナルの細胞内における非対称性がどのような分子メカニズムで生じるかという問題は大きな謎である。最近、我々は新規神経極性形成タンパク質Shootin1を見出した。Shootin1は神経細胞内における最初の非対称性のシグナルの形成に関与する重要な分子である可能性が示唆された。本研究では、このShootin1による軸索形成作用の分子メカニズムおよび極性形成過程における非対称シグナル形成のメカニズムの解明を行う。昨年度までの研究により、Shootin1が「クラッチ分子」としてアクチンフィラメントと細胞接着分子L1とを連結することにより軸索伸長のための牽引力を生み出すことがわかった。本年度は、軸索伸長速度の調節機構に関して、軸索誘引分子Netrin-1に着目して解析を行なった。その結果、Shootin1が誘引性軸索ガイダンス分子Netrin-1の下流でリン酸化酵素PAK1によりリン酸化を受けることが解った。また、PAK1によりリン酸化を受けたShootin1は、突起伸長作用が増強することも解った。このことから、Shootin1が細胞外Netrin-1の影響を受けて軸索を形成する方向性を決める興味深い可能性が示唆された。さらに、昨年度までに作成されたShootin1ノックアウトマウスの解析を行なったところ、大脳皮質、海馬、嗅球、中隔野、脳梁、海馬交連といった脳内の複数の領域で形成不全が認められた。このことから、Shootin1が脳神経系の発達に重要な役割を果たすことが示唆された。
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