Duplicated Gephyrin Genes Showing Distinct Tissue Distribution and Alternative Splicing Patterns Mediate Molybdenum Cofactor Biosynthesis, Glycine Receptor Clustering, and Escape Behavior in Zebrafish.
Kazutoyo Ogino, Sarah L. Ramsden, Natalie Keib, Günter Schwarz, Robert J. Harvey and Hiromi Hirata
J. Biol. Chem. 2011 Jan 7;286 (1): 806-17.doi: 10.1074/jbc.M110.125500
ゲフィリンはGドメイン、Cドメイン、Eドメインの3つのドメインから構成される約93kDaのタンパク質です。ゲフィリンは、神経細胞においてはグリシン受容体 (GlyR)やGABA受容体といった抑制性神経伝達物質受容体の後シナプス膜クラスター形成の足場タンパク質として、非神経細胞においては、GドメインとEドメインによって、モリブデンコファクター(Moco)の合成酵素として機能する多機能なタンパク質です。ゲフィリンには選択的スプライシングによる多くのスプライシングアイソフォームが存在することが知られており、ゲフィリンの機能調節に関与していると考えられています。しかし、その具体的な役割はまだ不明です。また、神経伝達物質受容体クラスター形成においては多様なタンパク質が結合するプラットホームとして中心的な役割を担うとも見なされていますが、その詳細も明らかになっていません。これらの点をin vivoで明らかにするため、本研究で我々はゼブラフィッシュのゲフィリン遺伝子を単離し、発現解析、機能解析から次の点を明らかにしました。
- ゼブラフィッシュには2つのゲフィリン遺伝子(gphnaとgphnb)が存在する。
- gphnaには4種、gphnbには2種のスプライシングアイソフォームが存在する(図1)。
- 6種のスプライシングアイソフォームはすべてMoco合成活性を持つが、C3とC4カセットの両方を含むアイソフォームではMoco合成活性が顕著に低下する。
- gphnaは神経系と非神経系の両方で、gphnbは神経系特異的に発現する。
- シナプスにおけるGlyRクラスター形成と逃避行動制御においてgphnaとgphnbは機能的に重複している(図2)。
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