平成21年7月13日
自然科学研究機構 生理学研究所(せいりけん)
Tel:0564-55-7722(広報展開推進室)
科学技術振興機構(JST)
Tel:03-5214-8404(広報ポータル部)
研究領域名 | : | 「代謝と機能制御」 (研究総括:西島 正弘 国立医薬品食品衛生研究所 所長) |
研究課題名 | : | 「シナプス機能におけるS-アシル化動態の時空的解析」 |
研究代表者 | : | 深田 正紀(自然科学研究機構・生理学研究所 教授) |
実施期間 | : | 平成17年10月~平成21年3月 |
領域名 | : | 「分子脳科学」 |
領域代表者 | : | 三品 昌美(東京大学 大学院医学系研究科 教授) |
研究グループが注目したのは、脳の神経細胞にある「パルミトイル化注)酵素」群。研究グループはすでにこの酵素には23種類のものがあることを明らかにしていましたが、今回、このうちの「パルミトイル化酵素2」と「パルミトイル化酵素3」の働きを、それらの酵素によって制御されるシナプス・タンパク質(PSD95と呼ばれるもの)を特殊な顕微鏡でライブ動画にとらえることで明らかにしました。パルミトイル化酵素3は、細胞の中央にあり、合成されたばかりのシナプス・タンパク質を制御して、次々に神経細胞の突起へと送りだしていました。その一方で、パルミトイル化酵素2は、主に神経細胞の突起にあって、シナプスでの情報の受け渡しの状況を感じて、シナプス・タンパク質のシナプスへの移動やその働きを制御していました(図1)。具体的には、シナプスの働きが弱くなると、それを感知して、シナプス・タンパク質をよりたくさんシナプスに移動させ、シナプスで化学物質を感じ取るセンサーの働きを維持するように働いていました(図2)。
深田教授は「新しい薬を作りだす際の標的の約1/4は「酵素」の働きを狙ったものです。私どもは23種類の新規の”パルミトイル化酵素”群を独自に見つけており、今回そのうちの2つを比較して研究することでそれぞれの酵素が脳の神経細胞の中で独自に制御され働いていることを明らかにしました。これらパルミトイル化酵素のいくつかは、精神発達遅滞や統合失調症、がんの関連遺伝子としても報告されていることから、それぞれの酵素の機能についての今後の研究の進展と、それぞれの酵素に合わせた創薬の可能性が期待されます。」と話しています。
1.脳のシナプスの働きを維持する根源的な分子メカニズムの解明
脳の中の神経と神経のつながりであるシナプスの働きがバランスを崩すと、さまざまな脳神経機能の障害、精神発達遅滞やてんかん、統合失調症などの神経の病気につながると考えられます。今回発見された「パルミトイル化酵素」群の巧みな働きによって、普段はシナプスの働きが正常に保たれているものと考えられます。
2.パルミトイル化酵素をターゲットにした新しい治療薬開発の可能性
これまでの研究によって、パルミトイル化酵素の働きが、精神発達遅滞や統合失調症、がんの関連遺伝子としても報告されています。このことから、パルミトイル化酵素の働きに狙いを定めれば、そうした脳神経の働きの異常による疾患に対する創薬への可能性が期待されます。
“Mobile DHHC palmitoylating enzyme mediates activity-sensitive synaptic targeting of PSD-95”
Jun Noritake, Yuko Fukata, Tsuyoshi Iwanaga, Naoki Hosomi, Ryouhei Tsutsumi, Naoto Matsuda, Hideki Tani, Hiroko Iwanari, Yasuhiro Mochizuki, Tatsuhiko Kodama, Yoshiharu Matsuura, David S Bredt, Takao Hamakubo, and Masaki Fukata
doi: 10.1083/jcb.200903101
注)パルミトイル化
細胞内で作られたタンパク質が、細胞表面の「膜(脂質で出来ている)」に入り
込みやすいように脂質(“油”)に溶けやすくする仕組み。タンパク質の「脂質修
飾」の一種で、パルミトイル化酵素の酵素活性で行われる。
<研究に関すること>
深田 正紀(フカタ マサキ)
生理学研究所 生体膜部門 教授
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<JSTの事業に関すること>
原口 亮治(ハラグチ リョウジ)
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<報道担当>
小泉 周(コイズミ アマネ)
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