神経回路の大まかな配線は胎児期に形成されますが、その後の発達過程において不要な回路を除去する神経回路リモデリングを通じて機能的な情報処理回路へと成熟します。これまで、神経回路リモデリングの制御メカニズムは、軸索・樹状突起・シナプスなどの異なるニューロン構造ごとに研究されてきましたが、単一ニューロン内のニューロン構造がそれぞれ選択的に除去される時空間制御メカニズムは全く理解されていませんでした。

　ショウジョウバエ感覚ニューロンは、幼虫期において樹状突起を体表に張り巡らせ、軸索を腹側神経索へと伸ばしシナプスを形成しますが、その後の発達過程において、自身の樹状突起およびシナプスを大規模に除去させます。そこで、筆者らはショウジョウバエ感覚ニューロンを実験モデルとして用いることにより、ニューロン構造（シナプス・樹状突起）選択的除去メカニズムの解明に繋げることができると考え研究に取り掛かかりました。

　まず、シナプス除去、および樹状突起除去に必要な遺伝子を探索したところ、樹状突起除去にはCullin1、シナプス除去にはUbe3aが機能するという、異なるE3ユビキチンリガーゼによるニューロン構造の選択的除去メカニズムが明らかになりました（図A）。

　次に、Ube3aがシナプスを特異的に除去するメカニズムを探求しました。Ube3aの発現レベルをニューロン構造ごとに比較したところ、Ube3aはシナプスに強く局在することがわかりました。さらに、キネシンモータータンパク質の機能欠失においてUbe3aのシナプス局在が阻害されることから、Ube3aはキネシンモーター依存的にシナプスへと輸送されることが明らかになりました（図B）。次に、Ube3aの下流経路を検証しました。Ube3a機能欠失におけるシナプス除去阻害は、BMP受容体の機能欠失によりレスキューされたことから、Ube3aはBMP受容体の分解を介して下流シグナルを抑制することにより、シナプス除去を誘導することが強く示唆されました（図B）。

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＜図の説明＞

＜研究者の声＞

＜略歴＞