シナプス可塑性を担う局所的タンパク質合成の可視化

负责突触可塑性的局部蛋白质合成的可视化

基本信息

批准号：
12878148
负责人：
松岡洋祐
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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-12878148/
关键词：
シナプス樹状突起局所的タンパク質合成

项目摘要

近年、タンパク質合成阻害剤の局所的投与等の手法により、シナプス可塑性が発現されるためにシナプス後部や樹状突起での局所的タンパク質合成が必要であることが明らかとなってきた。次のステップは、いつ、どこで、どのようなタンパク質が、どのような神経活動により合成されるのかを解析することであるが、このためには「生細胞中で局所的タンパク質合成を可視化する実験系」が不可欠である。しかし現時点ではこのような実験系は皆無であるため、本研究代表者は実験系の確立から着手することにした。シナプス可塑性発現における局所的タンパク質合成の重要性を考え、シナプス局在化mRNAの探索を行ってきた。小脳シナプトソーム由来のmRNAを100種類クローニングしたところ、そのうち10数種類に翻訳制御配列であるcytoplasmic polyadenylation element(CPE)に似た配列が認められた。実際にこれらのmRNAが小脳プルキンエ細胞や大脳皮質錐体細胞の樹状突起に局在化しているかどうかを小脳及び大脳の凍結切片を用いin situ hybridization法により検討した。その結果、CPERsの一つが小脳の一部のプルキンエ細胞において樹状突起にも局在化していることが判明した。また、大脳皮質においては領域特異的に内錐体細胞の樹状突起に局在化が認められた。このようなmRNAの局在化パターンは、mRNAの局在化及び翻訳制御には神経組織の3次元構築が大きな影響を与えることを示しており、当初、実験系として考えていた小脳の初代分散培養は系として不適切であることが判明した。現在、小脳あるいは大脳皮質切片で、緑色蛍光タンパク質をコードする遺伝子の下流にCPERsの3'UTRをつないだものを発現させることで、局所的タンパク質合成を蛍光で観察することを試みている。

近年来，已经揭示了局部蛋白质合成在突触可塑性和树突中的后验合成中，以通过局部给药蛋白质合成抑制剂来产生突触可塑性。下一步是分析何时，何处，哪种蛋白质合成以及哪些神经元活性，但是为此，一种实验系统可视化活细胞中局部蛋白质合成的实验系统。但是，由于目前还没有这样的实验系统，因此首席研究人员决定从建立实验系统开始。考虑到局部蛋白质合成在突触可塑性表达中的重要性，我们一直在寻找突触局部的mRNA。当克隆从小脑突触体衍生的100种类型的mRNA时，大约10种类型的序列显示了类似于转化控制序列细胞质多腺苷元件（CPE）。这些mRNA是否实际上使用小脑和大脑脑杂交方法的冷冻切除术，研究了使用原位杂交研究小脑浦肯野细胞和大脑锥体细胞的树突。结果，发现其中一个CPER也位于小脑的某些Purkinje细胞中的树突。此外，在脑皮质中观察到内皮拉氏细胞树突的定位。 mRNA的定位模式表明，神经组织的三维结构对mRNA定位和转化控制具有重大影响，并且发现小脑的主要分散培养物（最初被认为是实验系统）是不合适的。当前，我们试图通过表达在小脑或脑皮质切片中编码绿色荧光蛋白的基因下游的3'UTRS下游来观察荧光灯中的局部蛋白质合成。