回路レベルの学習則探索に向けたＮＭＤＡ型グルタミン酸受容体の翻訳後修飾の解明

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申請者は、記憶形成のような脳全体に普遍的に存在する現象を共通の分子メカニズムで説明するため、チャネルタンパク質の翻訳後修飾がチャネル開口確率の制御と、それによるニューロン発火頻度の調節を広汎に担っているという仮説を立てている。特に、長い時間スケールでチャネル開口確率を制御できる細胞内のリン酸化酵素に着目し、それ自体の機能制御について研究を進めている。このようなリン酸化酵素のうち、カルシウムカルモジュリン依存性リン酸化酵素(CaMKII)は（自己）リン酸化状態によってそのカイネース活性が大きく変化し、各々の状態は分から時間といった長時間にわたり保たれることが知られている。さらにCaMKIIのノックアウトにより、マウス個体における睡眠時間の変化が観察されている。これらから、CaMKIIの分解活性もその修飾状態の変化に応じて制御されているという仮説を立てた。前年度までに、CaMKIIが（自己）リン酸化状態に応じて分解速度が変化することが、リン酸化サイト変異体を用いたアッセイで見えてきた。今年度は、CaMKIIβの分解を担う因子の同定のため、全タンパク質を対象としたCRISPRノックアウトスクリーニング系の構築を行った。その結果、いくつかのノックアウト細胞集団でCaMKIIβが安定化することが見えてきた。現在これらを対象とし、CaMKIIβのタンパク質安定性制御の仕組みを詳細に調べて、論文化の準備を行っている。