樹状突起スパインの刈り込みにおけるオートファジーの役割の解析

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今年度は、前々年度および前年度の報告書に記載した方針に従い、樹状突起スパインに存在する巨大タンパク質複合体であるシナプス後肥厚(PSD)のプロテオーム解析を推進した。◆発達段階におけるPSDタンパク質のリモデリング：マウスの生後の発達段階において、樹状突起スパインの数や単位時間あたりの形成数・剪定数は大きく変化する。この過程にPSDタンパク質のリモデリングが関与している可能性を考え、異なる発達段階のマウスの脳からPSDを精製し、プロテオーム解析を行った。前年度のデータはばらつきが大きい、血液のタンパク質が混入しているなどの問題があったため、PSDの精製手順、および解析する質量分析装置・ソフトウェアを変更し、再解析を行った。その結果、上記の問題が改善された精度の高いデータを得ることに成功した。さらにk平均法による変動パターンのクラスタリング、統計学的解析による有意な変化の検出、およびバイオインフォマティクス解析により、生後発達段階のマウスの脳において、シナプスの成熟を説明しうるPSDのリモデリングが生じていることを明らかにした。また、既存のオミックスデータとの相関を調べることで、このPSDリモデリングが主に転写レベルで制御されていること、げっ歯類・霊長類間で進化的に保存されていることを見出した。これらの成果は国内外の学会で発表を行っている。◆既存PSDプロテオームデータの分析：前年度の研究をさらに拡張し、過去に出版されている25報の論文に含まれる計43セットのPSDプロテオームデータを統合し、解析した。まずクラスタリング等により、相互のデータの関連性を示した。また「複数のプロテオーム解析で検出されているが、機能が全く調べられていない因子」をさらに解析したところ、PSDの液-液相分離に関与している可能性が示唆された。今後はこれら未知のPSDタンパクの機能解析を進めていきたいと考えている。