脳内において樹状突起ガイダンスを制御する細胞外環境

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神経ネットワークを形成するそれぞれの神経細胞は、様々な「細胞外環境」を適切に認知することによって最終的に適切な相手(神経細胞や筋肉など)を見つけ出し、そこへ軸索、樹状突起を伸ばす。よって、神経ネットワークの形成機構を理解するためには、神経突起(軸索、及び樹状突起)による「細胞外環境」認識メカニズムの分子機構を解明する必要がある。本研究では、神経突起の、特にこれまで解析が困難であった樹状突起による「細胞外環境」認識メカニズム解明を目的に研究を行う。まず、樹状突起の形態を生体内で1細胞レベルの解像度で可視化・解析するために、ショウジョウバエの嗅覚系2次神経・Projection Neuron(以下PNと省略)をモデル系とし、遺伝学的モザイク法を用いてスクリーニングを行った。昨年に引き続き平成21年度は、このスクリーニングによって得られた樹状突起投射変異体、特にmeigo(medial glomeruli)変異体の原因遺伝子の機能解析を行った。meigo変異体の原因遺伝子は糖核酸トランスポーター様の構造を持つ8回膜貫通型の膜蛋白質で、そのアミノ酸配列からMeigo蛋白質は糖核酸トランスポーター活性を有することが予測される。糖核酸トランスポーターとは、糖核酸を細胞質から小胞体・ゴルジ体へ輸送する蛋白質である。よってmeigo変異体では、膜蛋白質もしくは分泌蛋白質の糖修飾や蛋白質折り畳みが異常になっていると予測できる。meigo変異体で機能が異常になっている膜蛋白質を遺伝学的に探索し、これまで1つの候補膜蛋白質を見いだすことに成功している。今後は、遺伝学的手法に加え生化学的手法を積極的に取り入れ、Meigo蛋白質による樹状突起投射の制御機構を明らかにしていく予定である。