長期シナプス可塑性および記憶におけるMAPK信号による翻訳制御
Raymond J Kelleher1, Arvind Govindarajan, Hae-Yoon Jung
1Howard Hughes Medical Institute, The Picower Center for Learning and Memory, RIKEN-MIT Neuroscience Research Center, Center for Cancer Research, Departments of Biology and Brain and Cognitive Sciences, MIT, Cambridge, MA 02139, USA.
ミトゲン活性化タンパク質キナーゼ (MAPK) 信号伝達は,長期記憶とシナプス可塑性にとって不可欠なタンパク質合成を制御する. この経路を阻害すると,選択的に海馬の記憶と学習プロセスを損なう.
科学分野:
- 神経科学は神経科学である.
- 分子生物学は分子生物学である.
- 細胞シグナル伝達 細胞信号伝達
背景:
- 長期記憶とシナプス可塑性は,新しいタンパク質の合成に依存しています.
- このタンパク質合成を制御する規制メカニズムは,依然としてほとんど不明です.
- ミトゲン活性化タンパク質キナーゼ (MAPK) 信号伝達経路は,細胞の調節に関与しています.
研究 の 目的:
- 記憶のためのタンパク質合成の調節におけるMAPK信号伝達の役割を調査する.
- MAPK/ERK経路の阻害が,海馬のシナプス性可塑性および記憶保持に与える影響を決定する.
主な方法:
- ネガティブなMEK1変異体の条件表現をマウリン前頭脳で利用した.
- ERKの活性化,海馬の長期増強 (LTP),および記憶保持に対する評価された効果.
- ヒポキャンパスのニューロンとスライスにおける神経活動誘発タンパク質合成と翻訳因子のリン酸化を調べた.
主要な成果:
- MEK1/ERKシグナル伝達の阻害は,ヒポカンパスの記憶保持を選択的に低下させ,LTPの特定の段階を阻害する.
- ERK阻害は,重要な翻訳因子 (eIF4E, 4EBP1, S6) の活動誘発翻訳とリン酸化を阻害しました.
- LTPおよび記憶形成中のタンパク質合成と翻訳因子のリン酸化は,変異性マウスで有意に低下しました.
結論:
- MAPKシグナリング,特にERKによるシグナリングは,翻訳制御において重要な役割を果たします.
- この翻訳制御は,シナプス性可塑性と記憶の持続的な形態に不可欠です.
- この発見は,MAPKシグナリングが,メモリ統合プロセスの重要なレギュレータであることを強調しています.
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