記憶を維持する生物学的相分離によるシグナルタンパク質の濃縮機構

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K21463
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分46:神経科学およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 実吉 岳郎 京都大学, 医学研究科, 准教授 (00556201)
• 研究期間 (年度): 2020-07-30 – 2022-03-31
• キーワード: 生物学的相分離 / CaMKII / アクチン細胞骨格 / リン酸化酵素

研究成果の概要

CaMKIIとRhoファミリーシグナル分子は生物学的相分離を起こす　試験管内での再構築実験に成功したものは、CaMKII、Pak1, LIMK1、Tiam1、betaPIX、GIT1である。これらのタンパク質はCaMKII活性化、リン酸化を引き金とし相分離することを見出した。また、海馬神経細胞にLTP誘導時におけるCaMKIIとLIMK1、Pak1との相互作用をFRET観察すると刺激に応じたシナプスでの相互作用の上昇が観察された。今後、シナプスでの相互作用が液ー液相分離した液滴であるか、検証していく予定である。

自由記述の分野

神経科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、記憶の長期保持をCaMKIIの相分離の観点からアプローチしたものである。CaMKIIの変異がヒトの知的能力障害や自閉症の家系に見つかり、記憶障害などの病理にも関わることがわかってきた。Rhoファミリーシグナル分子も発達障害などとの関連が見つかっており、これらの情報伝達経路が一つにつながる可能性が出てきた。つまり、CaMKIIが引き起こす相分離による長期記憶形成および維持の理解は、基礎生物学のみならず臨床医学や創薬の観点からも非常に重要である。