Roles of PSD lattice on PSD formation and its plastic change

PSD晶格对PSD形成及其塑性变化的作用

• 批准号: 22K06428
• 负责人: 鈴木 龍雄
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06428/
• 关键词: PSD; PSD lattice; structure; tubulin; microtubule; synaptic plasticity; synaptogenesis; structural plasticity; シナプス後肥厚部; 可塑性; シナプス構造; PSD; PSD lattice; structure; tubulin; microtubule; synaptic plasticity; synaptogenesis; structural plasticity; シナプス後肥厚部; 可塑性; シナプス構造

申請者らが確立した精製法によって得られたPSD lattice (以下 PSDL)を用いて、 PSDの構造可塑性のメカニズム解明を目指した。PSDに内在するtubulinが関与して LTP発現に関わっている可能性の検証を進めた。 PSDにおけるtubulinの存在形態は微小管ではないことは申請者らが明らかにしているが、その具体的生理機能は不明のままである。PSDにはLTP発現時に一過性にspine headに侵入する微小管が接触すると想定されている。本計画では、まずこの一時的な PSD-微小管相互作用に PSDL tubulinが関与している可能性の検証を目指した。まず、in vitroでのPSDLと tubulin/microtubule 相互作用系を構築した。 電顕用グリッドに貼った formvar膜にPSDLを固定し、 tubulin重合中の液滴と接触させて、経時的にサンプルを固定し、ネガティブ染色後、観察を行った。その結果、PSDLが 形成されつつある微小管と接触している詳細な電顕画像が得られた。また、精製 tubulin標品中に PSDL様の構造が生じていること、それが微小管と PSDLと類似の相互作用を行っていることが明らかになった。このことは、外部 tubulinとの相互作用において PSDL内 tubulinが中心的な役割を担っていること示唆するものである。さらに、PSDとtubulin との相互作用についても解析を行い、 PSDL同様の対tubulin相互作用を行っていることが明らかになった。以上の結果は、tubulinが主体となって形成される特殊骨格PSDLが PSDの構造基盤となっているという申請者らの主張と矛盾しないことが明らかになった。

使用申请人建立的纯化方法获得的PSD晶格（以下简称为PSDL），我们旨在阐明PSD的结构可塑性的机制。我们研究了PSD固有的小动物素与LTP表达有关的可能性。尽管申请人已经澄清说，PSD中微管蛋白的存在不是微管，但其特定的生理功能仍然未知。假定将通过LTP表达暂时进入脊柱头的微管接触PSD。在此计划中，我们首先旨在验证PSDL小管蛋白参与这种暂时的PSD-微管蛋白相互作用的可能性。首先，我们在体外与PSDL构建了小管蛋白/微管相互作用系统。将PSDL固定在粘贴在电子显微镜网格上的FormVar膜上，并在小节蛋白聚合过程中与液滴接触，并随着时间的推移固定样品，并在阴性染色后固定样品。结果，获得了与正在形成的微管接触的PSDL的详细电子显微镜图像。还揭示了PSDL样结构发生在纯化的小管蛋白制剂中，这些制剂与微管蛋白具有相似的相互作用。这表明PSDL中的小管蛋白在与外部小管蛋白的相互作用中起着核心作用。此外，还分析了PSD和微管蛋白之间的相互作用，表明PSD和微管蛋白之间的相互作用与PSDL相似。上述结果表明，申请人的主张是，主要由小管蛋白形成的特殊骨架PSDL是PSD的结构基础。