シナプス活動で遊離したセプチンによるPSDと小胞体の再編が記憶固定化に寄与する

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02579
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分46010:神経科学一般関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 木下 専 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30273460)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: シナプス / スパイン / 長期増強 / 記憶 / ミオシン / セプチン / 滑面小胞体 / リン酸化

研究成果の概要

SEPT7T426のリン酸化の生理的意義は不明であったが、膜局在におけるSEPT7 C末端12残基の必要性、SEPT7T426Dの脱局在傾向とSEPT7より高い可動性、膜局在と可動性のMYH10との類似を示すFRAPデータから、SEPT7は膜骨格のMYH10と会合し、神経過活動によるT426のリン酸化が膜骨格からの遊離シグナルとなるモデルが支持された。記憶のモデル系として電気刺激で過活動を誘発したマウス脳を３D電顕解析すると、スパイン近傍のER膜上のSEPT3とMYO5Aが増加した。野生型でみられた電気刺激によるER含有率の増加はSept3欠損型では認めなかったこともこのモデルを支持する。

自由記述の分野

分子神経生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、学習・記憶の基盤となるシナプス近傍の膜骨格のリモデリング機構の一端を明らかにした。過活動したシナプス近傍の小胞体膜上にSEPT3とMYO5Aが集積することは、「強いシナプス活動がSEPT3のリン酸化による遊離とMYO5Aの活性化を誘発し、両者がシナプス近傍のER膜上で会合してスパイン内へER を牽引する」という独自の作業仮説を支持する。本研究の結果に基づき、長期記憶のシナプス基盤と想定されるスパイン内ER伸展の分子メカニズムの解明と、他の長期記憶障害モデルにおいてもスパイン内ER伸展障害がみられるかの検証を進めている。