カルシニューリンが関与する神経細胞内カルシウム情報伝達機構の分子遺伝学的解析

神经元内钙信息传递机制涉及钙调神经磷酸酶的分子遗传学分析

基本信息

批准号：
02J05486
负责人：
久原篤
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

C.elegansにおいてカルシウム/カルモジュリン依存性のタンパク質脱リン酸化酵素であるカルシニューリンTAX-6は、感覚ニューロンの感度を負に調節している。本研究では神経系におけるカルシニューリン情報伝達機系を明らかにするために、分子遺伝学的手法をもちいた解析を行った。平成15年度の研究では、哺乳類の脳でカルシニューリン情報伝達系に関与するタンパク質リン酸化酵素CaMキナーゼIIに着目し、そのC.elegans感覚ニューロンにおける機能を検証した。哺乳類の記憶・学習成立機構において、カルシニューリンとCaMキナーゼIIは括抗的に機能していると考えられている。そこで、C.elegansにおいてCaMキナーゼII UNC-43が、カルシニューリンTAX-6と括抗した機能を担っているかを検証した。CaMキナ-ゼIIの機能欠失変異体unc-43は、好冷性の温度走性異常を示した。この異常は、tax-6変異体が示す好熱性異常とは逆の表現型であった。また、unc-43変異体が示す好冷性異常は温度受容ニューロンAFD特異的にunc-43cDNAを発現させることでレスキューされたことから、UNC-43はTAX-6と同様に温度受容ニューロンAFDで機能していることが明らかになった。さらに、unc-43cDNAを温度受容ニューロンAFD特異的に過剰発現させた個体は、AFDの感度が上昇しているtax-6機能欠失変異体と同様に好熱性異常を示した。これらの結果から、CaM キナーゼII UNC-43はカルシニューリンTAX-6とは逆に温度受容ニューロンAFDの活性を正に制御する因子であることが明らかになった。

钙调神经磷酸酶 TAX-6 是一种钙/钙调蛋白依赖性蛋白去磷酸化酶，可负调节秀丽隐杆线虫感觉神经元的敏感性。在这项研究中，我们使用分子遗传学方法进行了分析，以阐明神经系统中的钙调神经磷酸酶信息传递系统。我们在2003年的研究中，重点研究了参与哺乳动物大脑中钙调神经磷酸酶信号转导系统的蛋白激酶CaM激酶II，并验证了其在秀丽隐杆线虫感觉神经元中的功能。人们认为钙调神经磷酸酶和 CaM 激酶 II 在哺乳动物的记忆和学习机制中以协同方式发挥作用。因此，我们研究了 CaM 激酶 II UNC-43 是否在抑制秀丽隐杆线虫中钙调神经磷酸酶 TAX-6 中发挥作用。 CaM 激酶 II 的功能丧失突变体 unc-43 表现出嗜冷趋热性缺陷。这种异常与tax-6突变体表现出的嗜热异常相反。此外，通过在热感受神经元AFD中特异性表达unc-43 cDNA，可以挽救unc-43突变体表现出的嗜冷异常，这表明它正在发挥作用。此外，在热感受神经元中 unc-43 cDNA 特异性过表达的个体表现出类似于tax-6功能缺失突变体的嗜热异常，并且对 AFD 的敏感性增加。这些结果表明，与钙调磷酸酶TAX-6相反，CaM激酶II UNC-43是正向调节热敏神经元AFD活性的因子。