脳内における樹状突起ガイダンスの分子機構

大脑树突引导的分子机制

基本信息

批准号：
20022009
负责人：
千原崇裕
金额：
$ 5.12万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20022009/
关键词：
樹状突起軸索ショウジョウバエモザイク解析神経極性

项目摘要

神経細胞は、それぞれ軸索、及び樹状突起といった高度に極性化した構造を有している。よって、神経ネットワークの形成機構を理解するためには、軸索、及び樹状突起、双方の形態形成機構を解明する必要がある。本研究では、これまで解析が困難であった樹状突起の形態形成機構の解明を目的に研究を行う。まず、樹状突起の形態を生体内で1細胞レベルの解像度で可視化・解析するために、ショウジョウバエの嗅覚系2次神経・Projection Neuron(以下PNと省略)をモデル系とし、遺伝学的モザイク法を用いてスクリーニングを行った。昨年度に引き続き平成21年度は、このスクリーニングによって得られた樹状突起投射変異体、特にdogi (doubled glomeruli)変異体の原因遺伝子の機能解析を行った。dogi変異体の原因遺伝子は、進化的に保存された新規遺伝子(dogi遺伝子)である。Dogi蛋白質による樹状突起・軸索制御の分子機構を解明する目的で、Dogi蛋白質と結合する蛋白質の探索をYeast two hybrid法を用いて行った。その結果、細胞骨格制御因子、エンドサイトーシス制御因子、細胞内輸送蛋白質、転写因子などを含む7つの蛋白質が候補結合因子として回収された。更に、GST-pull down法などを用いて、これらの候補結合因子とDogi蛋白質が物理的に複合体を形成することを確認した。またDogi蛋白質の脳組織内における発現分布を解析する目的で抗Dogiモノクローナル抗体を作成した。この抗体を用いた解析の結果、Dogi蛋白質は発生過程の触角葉シナプス部位に強く局在していることが明らかになった。今後は、Dogi蛋白質と複合体を形成する分子の変異体解析を生体内で行い、神経回路形成過程におけるDogi蛋白質の役割を明らかにしていく予定である。

每个神经细胞都具有高度极化的结构，例如轴突和树突。因此，为了理解神经网络的形成机制，有必要阐明轴突和树突的形态发生机制。在这项研究中，我们的目的是阐明迄今为止难以分析的树突的形态发生机制。首先，为了以单细胞的分辨率对体内树突的形态进行可视化和分析，我们使用果蝇嗅觉系统次级神经投射神经元（以下简称PN）作为模型系统，并使用遗传镶嵌使用方法进行筛选。继去年之后，2009年度，我们对通过这次筛选获得的树突状突出突变体，特别是dogi（双肾小球）突变体的致病基因进行了功能分析。导致 dogi 突变的基因是一个新的、进化上保守的基因（dogi 基因）。为了阐明Dogi蛋白控制树突/轴突的分子机制，我们采用酵母二杂交方法寻找与Dogi蛋白结合的蛋白。结果，回收了七种蛋白质作为候选结合因子，包括细胞骨架调节因子、内吞作用调节因子、细胞内转运蛋白和转录因子。此外，使用GST-pull down方法，我们证实这些候选结合因子和Dogi蛋白在物理上形成复合物。我们还创建了抗Dogi单克隆抗体来分析Dogi蛋白在脑组织中的表达分布。使用该抗体的分析表明，Dogi 蛋白在发育过程中强烈定位于触角叶的突触位点。未来，我们计划分析与Dogi蛋白形成复合物的分子的体内突变体，并阐明Dogi蛋白在神经回路形成过程中的作用。