キンカチョウの歌学習機構における転写因子CREBの役割

转录因子CREB在斑胸草雀鸣叫学习机制中的作用

• 批准号: 12053223
• 负责人: 萩原 正敏
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12053223/
• 关键词: CREB; キンカチョウ; 歌学習; グルタミン酸受容体

従来より、CREBはノックアウトマウスやショウジョウバエの実験から長期記憶の形成に必須の分子であると予想されている。ところが、こうした単純な条件付け学習実験系では、ヒトの言語認識や言語学習といった高次の機能を解析することは困難である。そこで、ヒト言語学習のモデル実験系として有望なzebra finchを材料として、その歌学習機構における転写因子CREBの役割を解明することにした。我々はzebra finchの歌中枢、特にhigher vocal center(HVC)やarea XにCREBが発現していることをanti-CREBモノクローナル抗体による免疫染色により見い出し、zebra finch脳よりCREBcDNAを単離した。zebra finchのCREB(以下zCREBと呼ぶ)はrat δ CREBと97%以上の相同性を示し、リン酸化部位のアミノ酸配列も種を超えて保存されていた。そこで、我々がリン酸化CREBを特異的に認識する抗体(Ab5322)を用いて、CREBが活性化される部位や条件を調べたところ、zebra finchの歌を聞かせると、HVCからarea Xに投射する神経細胞でその活性化が起こることを見い出した。このCREB活性化は、単なる雑音やカナリヤの歌では惹起されないため、言語認識のモデルになる可能性がある。ほ乳類の海馬錐体細胞では、グルタミン酸受容体、特にNMDA型受容体とAMPA/KA受容体を介してL型カルシウムチャンネルから流入するカルシウムにより活性化されるカルモジュリン依存性蛋白リン酸化酵素(CaM kinase)によってCREBは活性化されることが証明されている。zebra finchのグルタミン酸受容体はNR2B以外はクローニングされていないので我々が各subtypeの発現をRT-PCRと各subtype特異抗体を使って調べてみたところ、zebra finchの脳でNR1,NR2A,NR2C,NR2D,GluR1,GluR2,GluR3,GluR4,mGluR1,mGluR2,mGluR4の発現が認められ、各グルタミン酸受容体のアミノ酸配列はほ乳類の相同分子と77-99%の高い相同性を示した。HVCではNR1,GluR2/3,mGluR1が発現しているが、area Xに投射する神経細胞にはNR1とGluR2/3がCREBと2重染色され共存が証明された。グルタミン酸投与により惹起されるHVCでのCREBのリン酸化はAP5あるいはCNQXの単独投与により阻害できるので、zebra finchのHVCでもほ乳類の海馬錐体細胞と同様に、NMDA型受容体とAMPA/KA受容体の両方の活性化がCREBのリン酸化に必要で、NR1とGluR2/3の相同分子がその役割を担っているものと思われる。

従 to よ り, after CREB は ノ ッ ク ア ウ ト マ ウ ス や シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ の be 験 か ら long-term memory formation に の must be の molecular で あ る と to think さ れ て い る. と こ ろ が, こ う し た 単 condition of pure な pay け study be 験 department で は, ヒ ト の speech understanding や speech learning と い っ た higher の function analytical す を る こ と は difficult で あ る. そ こ で, ヒ ト verbal learning の モ デ ル be 験 department と し て could な zebra finch を material と し て, そ の song learning institutions に お け る planning write factor after CREB cut を の service interpret す る こ と に し た. I 々 は zebra finch の song central, に who vocal center (HVCS) や area X に after CREB が 発 now し て い る こ と を anti - after CREB モ ノ ク ロ ー ナ ル antibody に よ る immune dyeing に よ り see い し, zebra finch脳よ を単 CREBcDNAを単 た. Zebra finch の after CREB (zCREB と shout ぶ) は rat delta after CREB と 97% の identity を し, リ ン acidification parts の ア ミ ノ acid with column も kind を super え て save さ れ て い た. そ こ で, I 々 が リ ン acidification after CREB を specific に know す る antibodies (Ab5322) を い て, after CREB が activeness さ れ る を tuning parts や conditions べ た と こ ろ, zebra finch の song を smell か せ る と, HVCS か ら area Xに projects する economic cells でそ <s:1> activation が from <s:1> る とを とを とを とを とを とを see とを exit from た た. こ の after CREB activation は, 単 な る 雑 sound や カ ナ リ ヤ の song で は provoked さ れ な い た め, speech understanding の モ デ ル に な る possibility が あ る. ほ breast kind の hippocampal pyramidal cells で は, グ ル タ ミ ン acid by capacity, especially に NMDA receptor by let body と AMPA/KA by let body を interface し て L カ ル シ ウ ム チ ャ ン ネ ル か ら inflows す る カ ル シ ウ ム に よ り activeness さ れ る カ ル モ ジ ュ リ ン dependence protein リ ン acidification enzyme (CaM) kinase)によってCREB される activation される とが proof されて る る る. Zebra finch の グ ル タ ミ ン acid by let body は NR2B outside は ク ロ ー ニ ン グ さ れ て い な い の で I 々 が each subtype の 発 now を rt-pcr と each subtype specific antibody を っ て adjustable べ て み た と こ ろ, zebra Finch の 脳 で NR1, NR2A, NR2C, NR2D, GluR1 and GluR2, GluR3, GluR4, mGluR1, mGluR2, mGluR4 の 発 が now recognize め ら れ, various グ ル タ ミ ン acid by let body の ア ミ ノ acid with column は ほ breast kind の molecular と same 77-99% high の い gay を Show た. HVCS で は NR1, GluR2/3, mGluR1 が 発 now し て い る が, project area X に す る god 経 cells に は NR1 と GluR2/3 が after CREB と 2 heavy staining さ れ coexistence が prove さ れ た. Cast with グ ル タ ミ ン acid に よ り provoked さ れ る HVCS で の after CREB の リ ン acidification は AP5 あ る い は CNQX の 単 alone the VCS and に よ り resistance against で き る の で, zebra Finch の HVCS で も ほ breast kind の と hippocampal pyramidal cells with others に, NMDA receptor, let body と AMPA/KA by let body の struck party の activeness が after CREB の リ ン acidification に で, necessary NR1 と GluR2/3 の same molecular が そ の "を cut bear っ て い る も の と think わ れ る.

项目成果

Inoue K.,Mizuno T.,Wada K.Hagiwara,M., et al: "Novel RING finger proteins, Airlp and 2p interact with Hmtlp and inhibit the arginine methylation of Np13p."J.Biol.Chem.. 275(42). 32793-32799 (2000)

Inoue K.、Mizuno T.、Wada K.Hagiwara,M. 等人：“新型环指蛋白、Airlp 和 2p 与 Hmtlp 相互作用并抑制 Np13p 的精氨酸甲基化。”J.Biol.Chem.. 275(42)

Kuroyanagi,H.,Kimura,T.,Hagiwara,M., et al: "SPK-1, aC.elegans SR proteins kinase homologue, is essential for embryogenesis and required for germine development."Mech.Dev.. 99. 51-64 (2000)

Kuroyanagi,H.、Kimura,T.、Hagiwara,M. 等人：“SPK-1，aC.elegans SR 蛋白激酶同源物，对于胚胎发生至关重要，并且是生殖发育所必需的。”Mech.Dev.. 99. 51

Muro,Y.,Kamimoto,T.,Hagiwara M, et.al: "Spectrum of autoantibodies against a dynamin-related protein, dymple."Arthritis & Rheumatism.. 43(7). 1516-1519 (2000)

Muro,Y.、Kamimoto,T.、Hagiwara M 等人：“针对动力相关蛋白 dymple 的自身抗体谱。”关节炎

Ueda,H.R.,Hagiwara,M.,Kitaro,H. et al: "Robust oscillations within the interlocked feedback model of drosophila circadian rhythm."J.Theo.Biol.. (in press). (2001)

上田 H.R.、萩原 M.、喜多郎 H.

Usukura,J.Nishizawa,Shimomura A,Hagiwara,M. et.al: "Direct imaging of phosphorylation dependent congormational change and DNA binding of CREB by electron microscopy."Genes to Cells. 5. 515-522 (2000)

薄仓，西泽，下村A，萩原，M。