神経細胞樹状突起におけるmRNA輸送複合体の分子構成と機能解析

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後シナプスにおける刺激依存的な局所的翻訳は,シナプス形成・可塑性の基盤となっている。我々はこれまでの研究により,RNG105が局所的翻訳の翻訳制御因子であることを示した。また,ノックアウトマウスを作成し,それらの神経ネットワーク形成が脆弱になることも示した。本年度は,RNG105結合タンパク質としてG3BP(RasGAP SH3-binding protein)を同定し、その解析をおこなった。RNG105とG3BPの組換え型タンパク質は,in vitroで1:1のモル比で直接結合することを示した。RNG105単独ではどのmRNAにもnonspecificに結合するが,G3BPとヘテロダイマーを形成することによって,結合するmRNAの構成比がin vivoに近くなることを示した。さらに培養細胞にRNG105とG3BPを同時に発現することにより,両者が同じ細胞質粒子,すなわちRNA granuleに局在することを示した。また,ノックアウトマウスの神経における興奮性・抑制性シナプスの機能について解析をおこなった。神経伝達物質アンタゴニストに対するノックアウト神経の感受性を調べたところ,GABAアンタゴニストには超感受性を示し,自発的Ca^<2+>スパイクの過剰な抑制が起こった。これに対して,AMPAアンタゴニストに対しては野生型に比べて感受性が鈍く,Ca^<2+>スパイクに対する阻害効果が見られなかった。これらの結果から,野生型ではAMPA依存的な神経活動が起きているのに対し,RNG105ノックアウトではAMPA依存性が著しく低下し,代わりにGABA依存的な神経活動が起きていることが分かった。この結果は,RNG105による局所的翻訳制御が,シナプス形成に関与していることを示唆する。