シナプス形成に関与する遺伝子と可塑性

ショジョウバエにおける可塑性モデルの確立のために、形成初期の神経筋シナプスを調べた。グルタミン酸受容体のシナプス形成時における動態ハエの神経筋シナプスの伝達物質はグルタミン酸であり、その受容体の一つのサブユニットは既にクローンされている。そこで塩基配列からアミノ酸配列を推定し、C-末端の15個のアミノ酸からなるペプチドを合成した。このペプチドを抗原としてウサギで抗体を作り、その一つがハエのグルタミン酸受容体と結合することをWestern blottingにより確認した。ついで蛍光色素のついた二次抗体を用い、細胞表面における受容体を可視化した。その結果野性型幼生において次のようなことが分かった。1)細胞融合前の筋芽細胞の表面にも受容体が既に発現している。2)シナプス形成前の多核筋管の表面には受容体密度の高い部分がパッチ状にあり、その一部は位置ならびに形態が核と一致している。3)これらのシナプス外膜における受容体のかたまり、hot apotはシナプスが形成されるにしたがって消失した。4)受精後22時間になると神経の終末に一致して受容体の集積が見られた。温度感受性Na channel 欠失株における受容体の動態神経活動がこのような受容体の動態にどのような影響を与えるかを調べるために変異株para^<tsl>を用いた。この変異株においては高温(30-34℃)でNa channelが働かなくなるために麻痺がおこる。この性質を利用してシナプス形成時のどの時期に神経活動が必要かを調べた。受精後12時間、成長錘が筋に到着する前から温度を上げて神経活動をおさえても、形態学的には正常なシナプスができるが、シナプス外膜にあるhot spotは消失せず、シナプス下膜への受容体の集積もおこらない。ところが受精後13時間から30℃にするとシナプス外膜のhot spotは消失するがシナプスにおける受容体集積はおこらない。このように神経の興奮活動が受容体の動態に深く関わっていることがわかった。

ショジョウバエにおける可塑性モデルの確立のために、形成初期の神経筋シナプスを調べた。グルタミン酸受容体のシナプス形成時における動態ハエの神経筋シナプスの伝達物質はグルタミン酸であり、その受容体の一つのサブユニットは既にクローンされている。そこで塩基配列からアミノ酸配列を推定し、C-末端の15個のアミノ酸からなるペプチドを合成した。このペプチドを抗原としてウサギで抗体を作り、その一つがハエのグルタミン酸受容体と結合することをWestern blottingにより確認した。ついで蛍光色素のついた二次抗体を用い、細胞表面における受容体を可視化した。その結果野性型幼生において次のようなことが分かった。1)細胞融合前の筋芽細胞の表面にも受容体が既に発現している。2)シナプス形成前の多核筋管の表面には受容体密度の高い部分がパッチ状にあり、その一部は位置ならびに形態が核と一致している。3)これらのシナプス外膜における受容体のかたまり、hot apotはシナプスが形成されるにしたがって消失した。4)受精後22時間になると神経の終末に一致して受容体の集積が見られた。温度感受性Na channel 欠失株における受容体の動態神経活動がこのような受容体の動態にどのような影響を与えるかを調べるために変異株para^<tsl>を用いた。この変異株においては高温(30-34℃)でNa channelが働かなくなるために麻痺がおこる。この性質を利用してシナプス形成時のどの時期に神経活動が必要かを調べた。受精後12時間、成長錘が筋に到着する前から温度を上げて神経活動をおさえても、形態学的には正常なシナプスができるが、シナプス外膜にあるhot spotは消失せず、シナプス下膜への受容体の集積もおこらない。ところが受精後13時間から30℃にするとシナプス外膜のhot spotは消失するがシナプスにおける受容体集積はおこらない。このように神経の興奮活動が受容体の動態に深く関わっていることがわかった。