2016 Fiscal Year Annual Research Report
CAST/ELKS蛋白質ファミリーによるアクティブゾーン機能制御機構の解明
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15H04272
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
大塚 稔久 山梨大学, 総合研究部, 教授 (40401806)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 神経伝達物質・受容体 / 小脳 / アクティブゾーン / CAST / ELKS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の項目に関して研究を進めた。
1.CASTのリン酸化の解析：CASTのリン酸化がシナプス可塑性を制御していることを明らかにして、Cell reports誌にアクセプトとなった。引き続き、個体レベルでの解析を進める予定で、CAST/ELKSのリン酸化部位のセリン残基をアラニン残基に置換したノックインマウスの作出を行った。そこで、全脳レベルで、CASTとELKSのリン酸化の程度を抗リン酸化抗体で解析を進めている。さらに、海馬の急性スライス培養を用いた事件系を立ち上げた。
2.CAST/ELKS遺伝子改変マウスの解析：CAST/ELKSの小脳におけるダブルノックアウトマウスの解析を引き続き行っている。電気生理学的に興味深いデータが出ており、詳細な電気生理学的解析を進めている。また、生化学的な解析から、ELKSノックアウトおよびCAST/ELKSノックアウトマウスの小脳で、幾つかのアクティブゾーンタンパク質の発現が有意に低下していた。このことは、小脳においては少なくともELKSが、アクティブゾーンタンパク質の相互作用に重要な役割の一端を担っていることを示唆する。
3.網膜特異的なCAST/ELKSノックアウトでは、前年度に確立したCreリコンビナーゼを持ったアデノ随伴ウイルスを生後間もないマウスの網膜にマイクロインジェクションする実験系を用いて、網膜において急性的にCAST/ELKSをノックダウンさせた。形態学的な解析からは、異所性のシナプス形成がより増加して、シビアな表現型が観察された。さらに、網膜の視細胞の脱落が見られ、CAST/ELKSによる網膜視細胞の恒常性維持機構への関与が示唆された。現在、データをまとめて論文投稿中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度より作出を進めていたリン酸化部位変異マウスの作出に関しては、それぞれのノックインマウスおよびダブル・ノックインマウスの個体を得た。これらの海馬急性スライス培養を用いた電気生理学的解析の実験系も立ち上げており、すでに予備データが出始めている。
小脳及び網膜におけるCAST/ELKSダブルノックアウトマウスの解析も順調に進んでおり、前者は現在投稿準備中、後者は論文投稿後、査読に回っている状態である。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度以降も、引き続きCAST/ELKS遺伝子改変マウスの解析を継続して進める。特に小脳および海馬については、学術誌へのアクセプト・発表を目指す。
さらに、プレシナプスとリン酸化シグナル伝達の関連を調べるために、SADキナーゼが属するAMPKファミリーの発現をin situおよび抗体を用いたウェスタンブロットにて網羅的に解析を進める予定である。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] A Wnt5 Activity Asymmetry and Intercellular Signaling via PCP Proteins Polarize Node Cells for Left-Right Symmetry Breaking.2017
Author(s)
Minegishi, K., Hashimoto, M., Ajima, R., Takaoka, K., Shinohara, K., Ikawa, Y., Nishimura, H., McMahon, A., Willert, K., Sasaki, H., Fujimori, T., Ohtsuka, T., Yamaguchi, T., Shimono, A., Shiratori, H., and Hamada, H.
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Journal Title
Developmental Cell.
Volume: 40
Pages: 439-452
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The Auxiliary calcium channel subunitα2δ4 is required for axonal elaboration, synaptic transmission, and wiring of rod photoreceptors2017
Author(s)
Wang, Y., Fehlhaber, K.E., Sarria, I., Cao, Y., Ingram, N.T., Guerrero-Given, D., Throesch, B., Baldwin, K., Kamasawa, N., Ohtsuka, T., Sampath, A.P., Martemyanov, K.A.
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Journal Title
Neuron
Volume: 93
Pages: 1359-1374
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] SAD-B Phosphorylation of CAST Controls Active Zone Vesicle Recycling for Synaptic Depression.2016
Author(s)
Mochida, S.*, Hida, Y., Tanifuji, S., Hagiwara, A., Hamada, S., Abe, M., Huan, M., Yasumura, M., Kitajima, I., Sakimura, K., Ohtsuka, T*.
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 16
Pages: 2901-2913
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] The active zone protein CAST regulates synaptic vesicle recycling and quantal size in the mouse hippocampus.2016
Author(s)
Kobayashi, S., Hida, Y., Ishizaki, H., Inoue, E., Tanaka-Okamoto, M., Yamasaki, M., Miyazaki, T., Fukaya, M., Kitajima, I., Takai, Y., Watanabe, M., Ohtsuka, T*., Manabe, T*.
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Journal Title
European Journal of Neuroscience
Volume: 44
Pages: 2272-2284
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] SAD-B kinase regulates presynaptic vesicular dynamics at hippocampal Schaffer collateral synapses and affects contextual fear memory.2016
Author(s)
Watabe, A.M., Nagase, M., Hagiwara, A., Hida, Y., Tsuji, M., Ochiai, T., Kato, F., Ohtsuka, T.
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Journal Title
J. Neurochem.
Volume: 136
Pages: 36-47
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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