神経系発生過程における軸索輸送のスイッチング機構

神经系统发育过程中轴突运输的切换机制

• 批准号: 13035021
• 负责人: 星野 幹雄
• 金额: $ 4.8万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13035021/
• 关键词: 神経科学; 発生・分化; 脳・神経; シナプス; 軸索輸送; ショウジョウバエ; 補体結合ドメイン; 免疫グロブリンドメイン

神経細胞は著しい極性を持ち、神経細胞の形態形成と機能発現のためには、樹状突起・軸索といった各部位への蛋白質の選別輸送のシステムが重要である。また、神経細胞の発生・可塑性において、適切なタイミングによる機能分子の発現調節および翻訳後修飾の重要性が広く知られている。本研究では独自のアイディアとして、神経系発生過程における軸索輸送のスイッチング機構によって、特定の分子の局在が発生段階に依存して調節されている可能性を検証した。本研究では、ショウジョウバエのHIG蛋白質に着目した。興味深いことに、神経突起が接触を開始するステージである蛹中期にはHIGはシナプスに輸送されるが、その後のシナプス成熟化の時期である蛹後期にはHIGはシナプスへの輸送がブロックされて細胞体にのみ局在する。そこで、本研究においては、HIG蛋白質のドメイン解析を行うことによって、この現象の分子機構と生物学的意義を調べた。その結果、蛹中期におけるシナプスへの輸送のシグナルがHIG蛋白質の第一補体結合ドメインに含まれるのに対し、蛹後期における細胞体へのretensionのシグナルが免疫グロブリンドメインに含まれることがわかった。また、これらの局在調節に関わるドメイン群を全て欠いた、N末端側半分の部分だけを含むHIG蛋白質が、実はhig変異体の行動異常の表現型をレスキューするのに十分な活性を持つことがわかった。したがって、HIG蛋白質上において、局在調節と分子機能が分離して存在していることが示唆された。また、蛹期におけるHIG蛋白質の局在が変化するような変異体を検索した結果、R-o-hig1変異体バックグラウンドにおいては、蛹後期に部分的にではあるが、HIGがシナプスに輸送されるようになっていることがわかった。現在、この軸索輸送スイッチング機構の分子的基盤について、更に詳細な解析を行っていこうとしている。

Polarity of neurons is important for morphological and functional development of neurons, and for selective protein transport in various parts of neurons. The importance of gene regulation and post-translational modification of functional molecules in the development and plasticity of neurons is widely recognized. This study is intended to demonstrate the possibility of independent regulation of axonal transport in the development of the nervous system, and the dependence of specific molecular mechanisms on the development stage. In this study, we found that HIG protein was the most important protein. During the period of development, neuronal processes contact initiation, mid-pupa HIG transport, post-pupa HIG transport, post-pupa maturation, and post-pupa HIG transport in the cell-body. This study focuses on the molecular mechanism of HIG protein and its biological significance. As a result, the first complement binding factor of HIG protein was found in the mid-pupa stage, and the first complement binding factor of HIG protein was found in the post-pupa stage. In addition, there are also a number of regulatory factors, including HIG protein, hig protein and abnormal behavior phenotype. HIG protein is highly functional and regulates molecular functions. HIG protein distribution during pupae and pupae is different from that during pupae and pupae. As a result, R-o-hig1 protein distribution is different from that during pupae and pupae. Now, the axis of the transmission mechanism of the molecular base plate, more detailed analysis of the line

项目成果

Masato Yoshizawa et al.: "Expression of stat, an activutor of Rael, currelates with the stages of neuroud morphological development in the mouse brain"Mechanism of Development. (in press).

Masato Yoshizawa 等人：“Stat 的表达（Rael 的激活剂）与小鼠大脑中神经元形态发育的阶段相关”发育机制。

Naoki Matsuo et al.: "Characterization of STEF, a guanine nucleatide exchange factor for Rael, required for neurite grouth"Journal of Biological Chemistry. 277. 2860-2868 (2002)

Naoki Matsuo 等人：“STEF 的表征，STEF 是神经突生长所需的 Rael 鸟嘌呤核苷酸交换因子”《生物化学杂志》。

Masato Yoshizawa et al.: "Dynamic and coordinated expression profile of Db1-family guanine nucleotide exchange factors in the developing mouse brain"Gene Expression Patterns ; Mechanisms of Development. (in press).

Masato Yoshizawa 等人：“发育中小鼠大脑中 Db1 家族鸟嘌呤核苷酸交换因子的动态和协调表达谱”基因表达模式；