miRNAは標的mRNAの3'UTRと結合し、その翻訳を制御する。哺乳類の脳から多数のmiRNAが単離されているが、シナプス機能を制御するmiRNA、その標的mRNAに関する報告は極めて少ない。代表者は神経活動依存的に転写制御され、mRNAが樹状突起へ運ばれる遺伝子arcを見出している。本研究ではarcの3'UTRに結合するmiRNAを同定し、その翻訳制御における役割を解析した。
1)miRNAによるarc蛋白質の翻訳制御
昨年度、arc3'UTRに結合するmiRNAを同定している。今年度はその神経細胞における役割を調べるため、locked nucleic acidプローブを培養海馬ニューロンへ導入し、miRNAをノックダウンした。arc抗体を用いて免疫染色を行ったところ、miRNAをノックダウンしたニューロンではarcの免疫染色が強まる傾向が見られた。さらに、樹状突起上のarc punctaの数もmiRNAノックダウンにより増加した。これは、樹状突起内のarc mRNAがmiRNAによって翻訳抑制されていることを意味する。
2)翻訳制御の解除に関する実験
神経活動による翻訳抑制解除のメカニズムを調べるため、RNA結合蛋白質HuRが神経活動による翻訳抑制解除に関わっているかどうかを検討した。GFP-HuRとDsRed2を海馬ニューロンに共発現させ、その挙動を観察した。GFP-HuRは細胞体に強く発現していたが、カイニン酸を培養液に添加したところ、細胞体から樹状突起ヘトランスロケーションした。HuRは神経活動依存的にシナプスへ運ばれ、局所の翻訳抑制解除に関わると考えられた。