神経可塑性におけるCaMキナーゼIIリン酸化カスケードの分子遺伝学的解析

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1)ショウジョウバエのCaMキナーゼII遺伝子5'上流領域をlac Z遺伝子に繋いだコンストラクトを導入し、脳神経系特異的なCaMキナーゼII本来の発現パターンを示すトランスジェニックフライを作製した。この解析により、CaMキナーゼIIの脳神経系特異的な発現に必要な調節領域は、転写開始点から500塩基対までにあると考えられた。この領域についてショウジョウバエの株細胞を用いたルシフェラーゼ・アッセイを行い、転写開始点の上流約100塩基対付近に、欠失によって転写活性が著しく低下する領域があることを見い出した。この結果から、CaMキナーゼII転写調節に必須なシスエレメントのひとつがこの領域に存在するものと考えられた。2)CaMキナーゼIIの本来の発現パターンを示すトランスジェニックフライを用いた発現パターンの解析の結果、幼虫期の脳において、脳高次機能の中枢と考えられるキノコ体付近に、lacZ遺伝子の発現を局在させる調節領域があることを見い出した。3)遺伝子導入の過程で、脳高次機能の中枢として知られるキノコ体に特異的な遺伝子発現を示す2系統のエンハンサー・トラップ系統を樹立することができた。4)2種のショウジョウバエ、D.melanogasterとD.virilisのCaMキナーゼIIゲノムDNAをPCR法により単離した。両者の塩基配列を比較し、転写開始点下流にも複数の進化上よく保存された塩基配列モチーフがあることを明らかにした。今後さらにゲノムの比較により明らかとなった配列をそれぞれ単独で欠失させたときの影響を個体レベルで解析し、CaMキナーゼIIの脳神経系特異的発現の転写制御機構の全貌を明らかにするとともに、キノコ体に特異的な発現を示す遺伝子の解析を通じ、神経可塑性の分子機構を解明する新たな手掛かりを得たいと考えている。