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神経:SUMO化はカイニン酸受容体を介するシナプス伝達を制御する

Nature 447, 7142 doi: 10.1038/nature05736

SUMO(small ubiquitin-like modifier protein)は、転写活性や核膜を介したタンパク質の核内移行を制御する。核外のSUMO基質の同定は進みつつあるが、細胞内で起こるタンパク質SUMO化のより多方面にわたる役割に関してはまだほとんど知られていない。今回我々は、ラット海馬ニューロンでは複数のSUMO化標的がシナプスに存在することを報告し、カイニン酸受容体のサブユニットであるGluR6がSUMO化の基質であることを示す。GluR6のSUMO化はカイニン酸受容体のエンドサイトーシスを制御し、シナプス伝達を修飾する。GluR6のSUMO化の程度は静止状態では低く、カイニン酸に応答して速やかにSUMO化され、N-メチル-D-アスパラギン酸(NMDA)処理には応答がみられない。SUMO特異的イソペプチダーゼであるSENP-1を用いてGluR6のSUMO化を低下させると、カイニン酸により惹起されるカイニン酸受容体のエンドサイトーシスが抑制される。さらに、GluR6のSUMO化されない変異体は、COS-7細胞ではカイニン酸に応答して起こるエンドサイトーシスにより取り込まれることはない。これと一致する結果として、海馬切片における電気生理学的記録は、カイニン酸受容体を介する興奮性シナプス後電流がGluR6のSUMO化により減少し、脱SUMO化により増強することを示す。これらの結果は、シナプス機能の制御におけるこれまで予想されていなかったSUMO化の役割を明らかにしている。

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