シナプス可塑性におけるCa2+シグナルの解読者としての分子拡散の局所シグナリング

Naoki, Honda;...;Ishii, Shin(2005)[Local signaling with molecular diffusion as a decoder of Ca2+ signals in synaptic plasticity]

理由

本田先生シリーズ3

概要

シナプス可塑性はNメチルDアスパルテート受容体(NMDARs)を通じたカルシウムイオンの流れによって誘導される。そしてその反応の方向と強さはシナプス入力の頻度に依存する。最近の研究によって、シナプスの可塑性の方向も2つの異なるNMDARサブタイプ(NR1/NR2A, NR1/NR2B)によって統治されていることが分かった。どのようにして異なるタイプの(頻度依存的かつ受容体特異的な)制御が同時に進むのだろうか?このシナプス可塑性の双依存性の分子基盤明らかにするため、樹状突起におけるCa2+シグナリングの数理モデルを作成した。シミュレーションによって、NMDARsの近傍におけるカルモジュリン(CaM)活性はCaM自身の拡散係数に強く影響されること、そしてこの局所CaM拡散系は2つのNMDARサブタイプによって作られたシナプス後電流形とCa2+流入頻度の両方の解読者として働くことが分かった。これにより、シナプス可塑性の複雑な制御機構に空間因子潜むことが示された。

印象的な図 

Figure3. CaM活性がCaM拡散に依存する様子

雑記

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