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ヒポキャンパスのニューロンにおける遺伝子発現の調節は,異なるカルシウムシグナル伝達経路によって行われる

H Bading¹, D D Ginty, M E Greenberg

¹Department of Microbiology and Molecular Genetics, Harvard Medical School, Boston, MA 02115.

Science (New York, N.Y.)

|April 9, 1993

まとめ

カルシウムイオン (Ca2+) は,異なる経路を通ってニューロンに入り,異なる信号伝達経路を活性化します. この微分処理により,Ca2+は多様な細胞機能を制御し,遺伝子転写に影響を与えます.

科学分野:

神経科学は神経科学である.
細胞生物学細胞生物学
分子生物学は分子生物学である.

背景:

カルシウムイオン (Ca2+) は,神経細胞における重要な細胞内第2伝達物質である.
Ca2+は,N-メチル-D-アスパルテート (NMDA) 受容体およびL型Ca2+チャネルを含む様々なイオンチャネルを介してニューロンに入ります.
明確なCa2+流入経路は,異なる生化学的および転写的結果につながる可能性があります.

研究の目的:

ヒポキャンパスのニューロンにおけるL型Ca2+チャネルと,NMDA受容体を通るCa2+の侵入によって活性化される異なるシグナル伝達経路を調査する.
これらの経路におけるCa(2+) -カルモジュリン依存タンパク質キナーゼ (CaMキナーゼ) の役割を決定する.
遺伝子転写調節に関与する特定の規制要素を特定する.

主な方法:

ヒポキャンパスのニューロンにおけるNMDA受容体とL型Ca2+チャネルの刺激.
Ca2+シグナル伝達経路の活性化の測定.
CaMキナーゼの活性化とその信号伝播における役割の分析.
c-fosプロモーターにおけるシス作用の調節要素の検討.

主要な成果:

NMDA受容体とL型Ca2+チャネルの両方の活性化は,核へのCa2+シグナリングを開始し,遺伝子転写を調節します.
CaMキナーゼの活性化は,両方の経路によって誘発されたが,L型Ca2+チャネル経路信号に対してのみ決定的であった.
各経路によって,c-fosプロモーターの異なるシス作用の調節要素が活性化されました.
異なるチャネル経由でCa2+が入り込むと,異なるシグナリングカスケードが活性化されます.

結論:

カルシウムイオン (Ca2+) は,ニューロン内の少なくとも2つの異なるシグナル伝達経路を活性化します.
Ca2+による差異信号処理は,多様な神経機能と遺伝子発現を制御するメカニズムを提供します.
これらの異なる経路を理解することは,カルシウムシグナル伝達に対する複雑な細胞反応を解読する鍵です.

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