神経細胞生物学研究部門基礎生物学研究所

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研究内容

椎名 伸之(准教授)中山 啓(助教)

研究内容

動物の体は様々な種類の細胞で成り立っていますが、その中でも極性を持つ細胞は、複雑な体のシステムを作るために重要です。細胞の極性を形成するためのメカニズムの一つとして、細胞内の局所で特定のタンパク質を翻訳することによってそのタンパク質を局在化させる「局所的翻訳」機構があります。神経細胞は樹状突起と軸索の2種類の突起を持つ極性細胞で、それらがシナプスによって結合しています。樹状突起には、RNA 粒子という巨大複合体によってmRNAが運ばれ、シナプスにおける刺激に応答して局所的な翻訳が起こっています。この局所的翻訳が神経発生時のシナプス形成や、記憶・学習における長期増強に深く関わることが知られています。

図の説明:神経樹状突起における局所的翻訳の可視化。神経樹状突起の一部を拡大した図。赤色蛍光タンパク質(RFP)を融合したRNG105は、RNA粒子に局在しています。緑色蛍光タンパク質(GFP)をコードするmRNAを、RNA粒子に取り込まれるべく遺伝子改変して、同じ神経細胞に導入しています。脳由来神経栄養因子(BDNF)の刺激に応答して、RNA粒子近傍でGFPの局所的翻訳が時間経過に伴って増加する様子を可視化しました(矢頭)。

私たちは神経樹状突起のRNA 粒子の構成分子として、RNG105という新しいタンパク質を発見しました。これまでの研究によって、RNG105が樹状突起へのmRNAの輸送に関わることや、神経シナプス・ネットワークの形成に関わることを明らかにしてきました。現在、この分子を手がかりにして関連分子群を同定し、局所的翻訳の分子メカニズムおよび神経シナプス・ネットワーク形成における役割を理解するべく研究をおこなっています。また、これと似たような局所的翻訳機構が他の細胞システムや環境下でも働いていることが分かってきていて、それらに関する研究にも取り組んでいきたいと考えています。

Select Reference

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