脳内において樹状突起ガイダンスを制御する細胞外環境

控制大脑树突引导的细胞外环境

基本信息

批准号：
20057003
负责人：
千原崇裕
金额：
$ 4.74万
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-20057003/
关键词：
樹状突起軸索ショウジョウバエモザイク解析細胞外環境

项目摘要

神経ネットワークを形成するそれぞれの神経細胞は、様々な「細胞外環境」を適切に認知することによって最終的に適切な相手(神経細胞や筋肉など)を見つけ出し、そこへ軸索、樹状突起を伸ばす。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、神経突起(軸索、及び樹状突起)による「細胞外環境」認識メカニズムの分子機構を解明する必要がある。本研究では、神経突起の、特にこれまで解析が困難であった樹状突起による「細胞外環境」認識メカニズム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meigo(medial glomeruli)変異体の原因遺伝子の機能解析を行った。meigo変異体の原因遺伝子は糖核酸トランスポーター様の構造を持つ8回膜貫通型の膜蛋白質で、そのアミノ酸配列からMeigo蛋白質は糖核酸トランスポーター活性を有することが予測される。糖核酸トランスポーターとは、糖核酸を細胞質から小胞体・ゴルジ体へ輸送する蛋白質である。よってmeigo変異体では、膜蛋白質もしくは分泌蛋白質の糖修飾や蛋白質折り畳みが異常になっていると予測できる。meigo変異体で機能が異常になっている膜蛋白質を遺伝学的に探索し、これまで1つの候補膜蛋白質を見いだすことに成功している。今後は、遺伝学的手法に加え生化学的手法を積極的に取り入れ、Meigo蛋白質による樹状突起投射の制御機構を明らかにしていく予定である。

形成神经网络的每个神经元最终都会通过适当识别各种“细胞外环境”并在那里扩展轴突和树突来找到合适的伴侣（例如神经元和肌肉）。因此，为了了解神经网络形成的机制，有必要阐明神经突（轴突和树突）的“细胞外环境”识别机制的分子机制。这项研究旨在阐明神经突识别的机制，尤其是树突，直到现在很难进行分析。首先，为了在单个细胞水平分辨率下可视化和分析体内的树突形态，投影神经元（以下简称为PN），将果蝇嗅觉系统的二级神经用作模型系统，并使用遗传马赛克方法进行筛选。从去年开始，在2009年，我们对通过此屏幕（尤其是Meigo（Mential glomerulli）突变体的树突状投射突变体的致病基因进行了功能分析。 Meigo突变体的致病基因是具有糖基化转运蛋白样结构的八跨膜膜蛋白，其氨基酸序列预测Meigo蛋白具有糖基化的转运蛋白活性。糖基化的核酸转运蛋白是一种蛋白质，可将糖基化的核酸从细胞质转运到内质网和高尔基体。因此，可以预测Meigo突变体在膜或分泌蛋白的糖化和蛋白质折叠中是异常的。我们在基因上搜索了在Meigo突变体中具有异常功能的膜蛋白，并成功发现了一种候选膜蛋白。将来，我们计划除了遗传方法之外还计划积极地纳入生化方法，并阐明控制Meigo蛋白的树突投射的机制。