NMDA受容体のMg^<2+>ブロック特性が学習・記憶形成に果たす役割の遺伝学的解析

NMDA受体Mg^2+阻断特性在学习记忆形成中作用的遗传分析

基本信息

批准号：
16015339
负责人：
齋藤実
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16015339/
关键词：
NMDA受容体学習記憶分子メカニズムショウジョウバエ

项目摘要

NMDA受容体(NR)サブユニットNR1のショウジョウバエホモローグdNR1はMg2+ブロックに必要なアミノ酸配列を持つが、NR2ホモローグdNR2ではMg2+ブロックに必要なアミノ酸配列を持たない。dNR1タンパクは匂い記憶に重要なキノコ体、antennal lobe、optic lobeなどのシナプス部位に存在し、dNR1、dNR2 mRNA両者とも同じ領域に由来する細胞に共発現している。ショウジョウバエの培養細胞であるシュナイダー(S2)細胞に発現系を変更してdNRの電気生理学的性質を調べたところ、dNR1、dNR2の2つで構成されるチャネルはショウジョウバエの生理学な細胞外Mg2+濃度(20mM)で、ほ乳類NRと同様のMg2+ブロック特性を示すことが分かった。dNR1の発現変異体を用いて、匂い学習記憶行動の解析を行った。変異体は初期学習や麻酔耐性記憶には異常を示さなかった。しかし、タンパク合成依存性の長期記憶に顕著な障害が見られた。これらのことからdNRは学習獲得やタンパク合成非依存性の記憶ではなく、長期記憶に関わる記憶情報の処理過程で、重要な役割を持つことが示唆された。Mg2+ブロックが、学習記憶行動において、どのような機能的意義をもつかを解明するため、Mg2+ブロックを消失するようにアミノ酸配列の変異を入れたdNR1(N631Q)[Mg2+ブロック消失型]とdNR2をS2細胞に共発現させ電気生理学的解析を行った。その結果、この組み合わせではMg2+ブロックが消失していることが認められた。そこでdNR(N631Q)を過剰発現させたトランスジェニックフライで、匂い学習を調べた。これまでの予備的実験では、dNR1に対する先の変異体、トランスジェニックフライ同様の結果、即ち、正常な初期学習と長期記憶障害が観察された。

果蝇同源物DNR1，NMDA受体（NR）亚基NR1具有Mg2+块所需的氨基酸序列，但是NR2同源DNR2没有MG2+块所需的氨基酸序列。 DNR1蛋白在突触部位（例如蘑菇体，触角叶和光叶）中发现，这对于气味记忆很重要，并且DNR1和DNR2 mRNA均在源自同一区域的细胞中共表达。当表达系统更改为Schneider（S2）细胞（Schneider（S2）细胞（培养的果蝇细胞），即DNR的电生理特性，发现由两个DNR1和DNR2组成的通道表现出MG2+块特性，类似于类似于细胞外MG2+浓度（20 mMMMMMMMMMMMMMM）的哺乳动物NRS的通道。使用DNR1的突变体表达分析气味学习记忆行为。突变体在早期学习或抗麻醉记忆中没有异常。然而，长期记忆中的显着损害取决于蛋白质的合成。这些结果表明，DNR在与长期记忆有关的记忆信息的处理中起着重要作用，而不是独立于学习获取或蛋白质合成的记忆中。为了阐明MG2+块在学习记忆行为中的功能意义，我们共表达DNR1（N631Q）[MG2+块消失的形式]和DNR2，它们在氨基酸序列中包含突变，在S2细胞中消失，并进行了电生理学分析。结果，发现在这种组合中，MG2+块丢失了。因此，通过过表达DNR（N631Q）的转基因苍蝇检查气味学习。先前的初步实验已经观察到与先前的DNR1突变体，转基因苍蝇，正常初始学习和长期记忆障碍的结果相似。