Genetic basis of regulating home-cage activity in mice

调节小鼠家笼活动的遗传基础

基本信息

批准号：
19J15360
负责人：
上田奈央子
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The Graduate University for Advanced Studies
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J15360/
关键词：
Arl8b リソソーム活動量自発行動飢餓状態 CRISPR/Cas9 Gタンパク質

项目摘要

本年度も昨年度に引き続き、ADP ribosylation factor-like 8B (Arl8b)遺伝子について、すでにCRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集により得られたArl8bのノックアウトマウス(Arl8b-KO)、キネシンなど他のタンパク質と結合するエフェクター領域に近い３アミノ酸をコードする９塩基を欠損したArl8b遺伝子変異マウス(Arl8b-Δ9)、Constitutively active型(Arl8b-Q75L）およびDominant negative型（Arl8b-T34N）のマウスから単離した細胞培養系の解析およびそれらの改変マウスの行動解析を行った。ARL8B は主にリソソームに局在する低分子量Gタンパク質であり、リソソームの細胞末端への移動に必須のタンパク質である事がわかっている。リソソームは細胞の栄養状態の感知に重要な役割を担っており、細胞内の栄養状態によりリソソームの局在が変化する事がわかっている。そこで、ARL8Bが、細胞の栄養状態によるリソソームの局在変化に関与しているのかを検証した。その結果、野生型由来のマウス胎児線維芽細胞（MEF）と４つの変異マウス由来のMEFの間で、通常状態の培養条件下でのリソソームの局在に大きな差は見られなかったが、飢餓状態から富栄養状態に戻すと、Arl8b-Δ9マウス由来とArl8b-T34Nマウス由来のMEFでは、細胞の末端へのリソソームの移動が遅れることを見出した。次に、ARL8Bのタンパク質活性と自発行動の関係性を調べるため、ホームケージ活動性テストをはじめとする自発行動を測定する行動実験を行ったところ、Arl8bーT34Nマウスは、ホームケージ活動量テストにおいて高い活動量を示す傾向が見られたが、Arl8bーQ75Lマウスは特に異常を示さなかった。以上のように今年度は、ARL8Bの遺伝子編集マウスを複数系統作出し、初代培養細胞でのリソソームの局在にARL8Bが関与すること、特に飢餓からの回復期にARL8Bが重要であることを明らかにした。

继去年之后，今年我们将继续研究ADP核糖基化因子样8B（Arl8b）基因，使用通过CRISPR/Cas9系统进行基因组编辑获得的Arl8b敲除小鼠（Arl8b-KO），该基因与其他蛋白质结合例如Arl8b基因突变小鼠（Arl8b-Δ9）在效应区附近缺乏编码3个氨基酸的9个碱基，组成型。我们分析了从活性小鼠 (Arl8b-Q75L) 和显性失活小鼠 (Arl8b-T34N) 分离的细胞培养系统，并分析了这些修饰小鼠的行为。 ARL8B 是一种低分子量 G 蛋白，主要定位于溶酶体，已知对于溶酶体向细胞末端的移动至关重要。溶酶体在感知细胞的营养状态方面发挥着重要作用，并且已知溶酶体的定位根据细胞内的营养状态而变化。因此，我们研究了 ARL8B 是否参与取决于细胞营养状况的溶酶体定位变化。结果，在正常培养条件下，野生型小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）和源自四只突变小鼠的 MEF 之间的溶酶体定位没有观察到显着差异，但在饥饿条件下，我们发现在源自 Arl8b-Δ9 和 Arl8b 的 MEF 中，溶酶体定位存在显着差异。 -T34N小鼠，当状态恢复到富营养化状态时，溶酶体向细胞末端的运动被延迟。接下来，为了检查 ARL8B 蛋白活性与自发行为之间的关系，我们进行了行为实验来测量自发行为，包括 Arl8b-Q75L 小鼠的家笼活动测试，尽管它们往往表现出较高的异常，但并未表现出任何特殊异常。活动水平。如上所述，今年我们创建了多个系的ARL8B基因编辑小鼠，并证明ARL8B参与原代培养细胞中溶酶体的定位，并且ARL8B在饥饿恢复期间尤其重要。