CaMKIアイソフォームの特異的活性化による樹状突起・軸索伸展の選択的制御

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神経細胞は、樹状突起と軸索を発達させ神経回路を形成するが、神経細胞の突起伸展機構解明は神経科学の大きな課題である。神経活動依存的なカルシウム流入は、樹状突起・軸索の伸展に密接に関わるが、カルシウムの下流の分子機構や機能制御に関して不明な点は多い。カルシウム流入によって、活性化するカルシウム/カルモデュリン依存性蛋白リン酸化酵素(CaMK)群の内、大脳皮質神経細胞培養の実験系から、CaMKIに属す、CaMKIγとCaMKIαが、樹状突起と軸索を選択的に制御することを明らかにした。CaMKIγとCaMKIαの下流基質分子を同定し、樹状突起・軸索伸展の選択的な制御を目指す。本年度は、以下の項目について研究を遂行した。1、ペプチドアレイから同定したリン酸化モチーフに基づいたCaMKIγとCaMKIαの基質ペプチドを作成し、Ca^<2+>/CaM依存性や基質特異性を検討した。2、CaMKIγ-KOマウス由来の培養神経細胞を用いて、リン酸化プロテオミクスを行い、CaMKIγ-KOでリン酸化が低下する基質候補を探索した。3、リン酸化プロテオミクスの結果やリン酸化モチーフから推測されたCaMKIγの基質候補について、基質候補由来のペプチドを作成し、よくリン酸化しうる分子を同定した。以上の研究成果を、第26回神経組織の成長・再生・移植研究会学術集会、第34回日本神経科学会、第41回北米神経科学学会にて発表した。