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樹状突起パターンの多様性を生み出す細胞膜供給機構と新規分子の機能解析

细胞膜供应机制和产生树突模式多样性的新分子的功能分析

基本信息

批准号：
06J02414
负责人：
坪内朝子
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J02414/
关键词：
ショウジョウバエ樹状突起ミトコンドリア末梢神経神経変性 PNS

项目摘要

樹状突起の受容野のサイズあるいは分岐の複雑度等を調節する遺伝子を探索する目的で、ショウジョウバエのdendritic arborization(da)neuronをモデル系とした網羅的な異所あるいは過剰発現メクリーニングを行った。3000系統を用いたスクリーニングを行い、その中でミトコンドリアに局在する分子Preliに注目した。Preli(protein of relevant evolutionary and lymphoid interest)は進化的に高度に保存されたミトコンドリアに局在するタンパク質であるが、その機能はほとんどわかっていない。まずPreliの分子機構を明ちかにするために、ショウジョウバエの培養細胞を用い、ショウジョウバエPreliがミトコンドリアに局在することを光学または免疫電子顕微鏡で確認した。また、preli遺伝子を発現抑制すると、ミトコンドリアの断片化、ミトコンドリアの膜電位の低下、さらにATP産生の低下が観察された。透過型電子顕微鏡を用いた実験から、preli遺伝子発現を抑制した細胞では、ミトコンドリア内のクリステ構造の崩壊が観察された。da neuronにおけるpreli遺伝子の機能を調べるために、まずpreli機能喪失突然変異体を樹立した。preli遺伝子の機能喪失で、樹状突起パターンは著しく単純化した。また、樹状突起や軸索に分布するミトコンドリアが大幅に減少し、細胞体内では断片化したミトコンドリアが観察された。Preli機能喪失による樹状突起形成異常の表現型は、ショウジョウバエBelファミリーに属するanti-apoptotic分子であるBuffyの発現によって回復した。以上の実験結果から、Preliタンパク質はミトコンドリアの機能維持に積極的に働きかけ、正常な樹状突起形成に重要な役割を果たすと考えられた。さらに、興味深いことに幼虫期のpreli機能喪失細胞では樹状突起の太い枝がその付け根付近で切断され、また成虫期には、晩発性(late-onset)の樹状突起の縮退が観察された。以上の発見はPreliタンパク質が、特定のクラスのニューロンにおいて樹状突起形成だけでなく、樹状突起パターンの維持や樹状突起の縮退・変性を抑制する役割を担う可能性を強く示唆している。

Dendritic arborization(da)neuron is a kind of neuron that can be used to regulate the diversity of dendrites. The 3000 system uses a number of elements to create the desired environment. Preli(protein of relevant evolutionary and lymphoid interest) is highly conserved and functional in nature. The molecular mechanism of the pre-treatment was confirmed by optical microscopy. The decrease of membrane potential due to high temperature and low ATP production was observed. The transmission electron microscope is used to detect the breakdown of cell structure in the cell. When the function of the preli gene was adjusted in the da neuron, the loss of preli function suddenly changed and a new body was established. The function of the preli gene is lost, and the dendrites are purified. The distribution of dendrites and axons was greatly reduced, and fragmentation was observed in vivo. The phenotype of dendritic process formation due to loss of Preli function is reversed, and the expression of anti-apoptotic molecules is reversed. The above results show that the quality of pre-treatment is very important for maintaining the function of pre-treatment, and the formation of normal dendrites is very important for maintaining the function of pre-treatment. The cells with loss of preli function in larval stage were observed to be detached from the dendrites in late onset stage. The above findings indicate that the possibility of tree formation, tree maintenance, and tree shrinkage is strongly influenced by the quality of the tree, the specific characteristics of the tree, and the reduction of tree shrinkage.