神経活動依存的な脳由来神経栄養因子BDNF mRNAの安定化機構解明

阐明脑源性神经营养因子 BDNF mRNA 的神经元活动依赖性稳定机制

基本信息

批准号：
18890070
负责人：
福地守
金额：
$ 1.68万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

ニューロンにおいて遺伝子発現は、様々な高次脳・神経機能発現に重要なイベントである。特に、神経活動依存的に誘導されるカルシウムシグナルは、ある一連の遺伝子発現を制御し、ニューロンの生存や分化、さらには記憶・学習の分子基盤として知られるシナプス可塑性に関与する。これまで我々は、特にカルシウムシグナル依存的に発現が上昇する脳由来神経栄養因子BDNFに着目し、BDNF遺伝子の転写活性化機構の解明を行ってきた。しかし一方で、BDNFmRNAがカルシウムシグナル依存的に安定化されることを新たに発見し、神経活動により遺伝子の転写だけでなく転写後調節も制御されていることを示した。そこで、ニューロンにおけるBDNF mRNAの安定化機構の解明を行った。その結果、BDNF mRNAの半減期がL型電位依存性カルシウムチャネルおよびNMDA型グルタミン酸レセプター由来のカルシウムシグナルにより延長すること、BDNFmRNAの安定化にはストップコドンより約750塩基下流の3'非翻訳領域(3'UTR)が関与することが明らかとなった。さらに、この3'UTRに着目し、ルシフェラーゼレポーター遺伝子を用いた解析を行ったところ、BDNF mRNAの安定化に関与する2カ所の領域を同定した。現在、さらにこの領域に着目し、mRNA安定化に関与するエレメントを同定中である。一方で、BDFN mRNAの3'UTR中には数カ所のポリA付加シグナルが存在するが、本研究遂行の過程で、新たなポリA付加シグナルを数カ所同定し、これにより異なる長さの3'UTRを持つBDNF mRNAが複数合成されることが明らかとなった。3'UTRは、mRNAの輸送や翻訳の制御、安定性に関与することから、これらBDNF mRNAは、それぞれが異なる転写後制御を受けることが示唆された。現在、さらに詳細な解析を行っている。

神经元中的基因表达是表达各种较高大脑和神经功能的重要事件。特别是，以神经元活性依赖性方式诱导的钙信号调节一组基因表达，并参与突触可塑性，称为神经元存活和分化的分子基础，以及记忆和学习。到目前为止，我们一直集中在BDNF上，BDNF是一种脑衍生的神经营养因子，其表达以钙信号依赖性方式增加，并阐明了BDNF基因转录激活的机制。但是，我们发现BDNF mRNA以钙信号依赖性方式稳定，表明神经元活性不仅调节基因转录，而且调节转录后调节。因此，我们研究了在神经元中稳定BDNF mRNA的机制。结果，据揭示了BDNF mRNA的半衰期是通过L型电压依赖性钙通道和源自NMDA型谷氨酸受体的钙信号的延伸，并且3'未经翻译的区域（3'UTR）约有750个基地，大约750个基地的stream copon copon copon copon cons stopon cons stogn cop stogn cop stogial cot稳定性稳定性。此外，专注于这3'UTR，使用荧光素酶报告基因进行分析，并鉴定了涉及稳定BDNF mRNA的两个区域。目前，我们专注于该区域并确定与mRNA稳定有关的元素。另一方面，尽管在本研究过程中，在BDFN mRNA的3'UTR中存在几个polya添加信号，但鉴定了几个新的Polya添加信号，并且发现合成了具有不同长度的3'UTR的多个BDNF mRNA。 3'UTR参与mRNA运输，翻译调节和稳定性，表明这些BDNF mRNA中的每一个都经过不同的转录后调节。我们目前正在进行更详细的分析。