2021 Fiscal Year Research-status Report
Investigation on a novel synaptic mechanism underlying memory consolidation
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21K19427
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
木下 専 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30273460)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | シナプス / スパイン / 長期増強 / 空間文脈 / 滑面小胞体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SEPT3はシナプス活動に伴い他のシナプス蛋白質とともにリン酸化されるが、スパインへのER伸展との関連は不明である。そこで本研究では、SEPT3のリン酸化部位の同定とER伸展との関連を検証した。
【結果】1. 疑似リン酸化型SEPT3-T211EによるスパインへのER伸展の亢進：シナプス活動に伴って活性化するPKA、PKC、CaMKIIなどによるリン酸化基質になることが1次構造から予測された6つのS/T残基をD/Eに置換した疑似リン酸化型SEPT3を発現させたところ、SEPT3-T211E発現群のみER含有率が有意に高かった (WT 64% vs. S70D 63%, S84D 64%, S87D 64%, S91D 65%, S92D 64%, p>0.99, T211E 78%, p=0.0059)。
2. SEPT3-T211Eと活性型MYO5AによるスパインへのER伸展の制御：対照群と比較してSEPT3-T211E発現群および活性型MYO5A発現群はER含有率が有意に高く、野生型SEPT3またはSEPT3-T211Eと活性型MYO5Aの共発現群ではさらに高かった。SEPT3欠乏により低下したER含有率はRNAi耐性SEPT3-T211Eと活性型MYO5Aの共発現でレスキューされたことから、両者の機能的相互作用が示唆された。
3. SEPT3-T211Eの局在の検証：野生型SEPT3はSEPT7など他のサブユニットと同様にスパイン基部に局在する一方、SEPT3T-211EはClustering Indexが有意に低く(1931 vs. 879, p=0.0017)、リン酸化によるセプチン・オリゴマーからの解離ないし脱局在が示唆された。
４. ER伸展の分子機構の解明を目指してCID(Chemically Induced Dimerization)法を導入し、人為的に上記分子間相互作用を誘導することに成功した。
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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
本研究により、SEPT3のThr211残基がリン酸化されることでスパイン基部から遊離し、活性型MYO5Aと協調してスパインへのER伸展を促進する ことが示唆されたため、これまでの知見も踏まえて作業仮説を更新した。
①シナプス活動で活性化したキナーゼにより、スパイン基部に集積するセプチン集合体内のSEPT3がリン酸化されて遊離し、活性化MYO5Aと会合する。
②pSEPT3-T211活性型MYO5A複合体がER膜と直接または間接的に接触し、スパイン頸部のアクチン系を介してERを牽引する。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまではSEPT3のT211にフォーカスしてリン酸化とER伸展との関連を検証した。今後は他のS/T残基のリン酸化の探索を行う。
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Research Products
(4 results)
