| 研究課題/領域番号 |
20K06576
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
大出 晃士 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (40612122)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | CaMKII / リン酸化 |
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| 研究実績の概要 |
CaMKIIは、神経の活動履歴を分子活性として記憶する可能性があるリン酸化酵素として知られるが、CaMKII活性が長期的に維持される機構や、その活性持続時間が細胞活性によって制御されるかは十分に明らかでない。そこで、網羅的な変異CaMKIIα/β活性測定系を用いて、CaMKIIα/β活性化状態の維持時間長を制御する分子機構と、時間長制御に関わる機能部位を明らかにする。そのために、①細胞抽出液系を用いたCaMKIIα/βのハイスループット測定系の構築、②CaMKIIα/β活性化時間長に影響を与える分子的要因の同定、③CaMKIIα/β活性化時間長に影響を与える責任残基の同定、④活性化時間長制御の意義の検証、を行う。昨年度は①の測定系を構築した。本年度は、この測定系を用いて、②および③に着手した。まず、一部の細胞内代謝産物がCaMKIIの活性化時間長に影響を及ぼすことをウェスタンブロッティングから観察していたが、この現象をハイスループット測定系でも確認した。さらに、当該代謝産物に対して、関連物質がCaMKII活性化時間長に影響を及ぼすか否かを検証し、CaMKII活性化時間長に必要な分子骨格構造を示唆する結果を得た。③については、リン酸化サイト等に着目した変異CaMKIIライブラリ―を用いて、①の測定系を用いて、リン酸化活性の持続時間が変化した変異体を探索した。その結果、活性化時間長に影響のあるいくつかの変異体を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
昨年度の計画通り、CaMKII活性のハイスループット測定系を用いて、CaMKIIの活性化時間長に影響を与える分子構造や、責任残基を示唆する結果を得ることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
CaMKIIの活性化時間長に影響を与える責任残基については、今回同定された残基の立体構造上の位置に着目し、近接する残基への変異導入を行うことで、活性化時間長制御ポケット/ドメインと考えられるものが得られるか検討する。そのうえで、得られた活性化時間に影響を与える代謝産物が、活性化時間長制御ポケット/ドメインに作用するものなのかを検証する。これらの研究から見いだされた活性化時間長に特異的に影響を与えるCaMKII変異体を用いて、中枢神経系の機能に与える影響をマウスを用いて検証する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ハイスループット測定系において消耗品となるセンサー部品が、サプライヤーの工場の問題で、一部納品時期が遅れる事態が生じた。この影響で、１～２月に発注予定であったものが、年度内に納品不可となったものが発生したため、次年度使用額が生じた。ハイスループット測定系を用いたアッセイの一部を、翌年度に持ち越すことで対応する。
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