神経細胞樹状突起におけるmRNA輸送複合体の分子構成と機能解析

神经元树突中mRNA转运复合物的分子组成和功能分析

基本信息

批准号：
17770172
负责人：
椎名伸之
金额：
$ 2.3万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17770172/
关键词：
RNG105 G3BP RNA granule AMPA GABA シナプス局所的翻訳 gephyrin RNA gralnule PSD95 翻訳 RNA結合タンパク質

项目摘要

後シナプスにおける刺激依存的な局所的翻訳は,シナプス形成・可塑性の基盤となっている。我々はこれまでの研究により,RNG105が局所的翻訳の翻訳制御因子であることを示した。また,ノックアウトマウスを作成し,それらの神経ネットワーク形成が脆弱になることも示した。本年度は,RNG105結合タンパク質としてG3BP(RasGAP SH3-binding protein)を同定し、その解析をおこなった。RNG105とG3BPの組換え型タンパク質は,in vitroで1:1のモル比で直接結合することを示した。RNG105単独ではどのmRNAにもnonspecificに結合するが,G3BPとヘテロダイマーを形成することによって,結合するmRNAの構成比がin vivoに近くなることを示した。さらに培養細胞にRNG105とG3BPを同時に発現することにより,両者が同じ細胞質粒子,すなわちRNA granuleに局在することを示した。また,ノックアウトマウスの神経における興奮性・抑制性シナプスの機能について解析をおこなった。神経伝達物質アンタゴニストに対するノックアウト神経の感受性を調べたところ,GABAアンタゴニストには超感受性を示し,自発的Ca^<2+>スパイクの過剰な抑制が起こった。これに対して,AMPAアンタゴニストに対しては野生型に比べて感受性が鈍く,Ca^<2+>スパイクに対する阻害効果が見られなかった。これらの結果から,野生型ではAMPA依存的な神経活動が起きているのに対し,RNG105ノックアウトではAMPA依存性が著しく低下し,代わりにGABA依存的な神経活動が起きていることが分かった。この結果は,RNG105による局所的翻訳制御が,シナプス形成に関与していることを示唆する。

突触后刺激依赖性局部翻译是突触形成和可塑性的基础。我们之前的研究表明RNG105是本地翻译的翻译调节因子。我们还创造了基因敲除小鼠，并表明它们的神经网络形成被削弱。今年，我们将 G3BP（RasGAP SH3 结合蛋白）鉴定为 RNG105 结合蛋白并对其进行了分析。 RNG105 和 G3BP 的重组蛋白在体外以 1:1 的摩尔比直接结合。我们发现RNG105单独与任何mRNA非特异性结合，但通过与G3BP形成异二聚体，结合的mRNA的组成比变得接近体内的组成比。此外，通过在培养细胞中同时表达RNG105和G3BP，我们发现两者都位于相同的细胞质颗粒中，即RNA颗粒中。我们还分析了基因敲除小鼠神经中兴奋性和抑制性突触的功能。当研究敲除神经对神经递质拮抗剂的敏感性时，发现它们对GABA拮抗剂高度敏感，导致自发Ca 2+ 尖峰的过度抑制。另一方面，它对AMPA拮抗剂的敏感性低于野生型，并且没有观察到对Ca 2+ 尖峰的抑制作用。这些结果表明，AMPA依赖性神经元活性发生在野生型中，而AMPA依赖性神经元活性在RNG105敲除中显着降低，取而代之的是GABA依赖性神经元活性。这一结果表明 RNG105 的局部翻译控制参与了突触的形成。