神経科学：新規シナプス組織化分子の時空間的制御
Nature 523, 7558 doi: 10.1038/nature14545
シナプス形成は空間と時間の緊密な制御を受ける過程である。シナプス形成の時空間的局面を、遺伝子調節機構がどのように指定しているかは、よく分かっていない。線虫の一種Caenorhabditis elegansでは、D型抑制性運動ニューロンの2種類のサブタイプである背側D（DD）ニューロンと腹側D（VD）ニューロンが、背側神経索と腹側神経索の両者に沿って軸索を伸ばしている。胚期に作られるDD運動ニューロンは、まず1齢幼虫（L1）期に腹側筋群を神経支配し、背側神経索中のコリン性運動ニューロンからシナプス入力を受ける。しかし、DDは、L1期脱皮の終わりまでに背側筋群を支配するように変わり、新たに生じた腹側のコリン性運動ニューロンの支配を受けるようになる。VD運動ニューロンは、L1期脱皮以降に発達して、DDに代わって腹側筋群を支配するようになり、背側のコリン性運動ニューロンの入力を受けるようになる。今回、D型ニューロンのシナプス結合形成の時空間的制御が、転写因子の交差的な組み合わせによる戦略で制御されていることを明らかにする。すなわち、UNC-30 Pitx型のホメオドメイン転写因子は、胚期と初期幼虫期には、時間的に発現制御されたLIN-14転写因子と共同して働いてDD運動ニューロンの過早な結合再形成を防ぎ、後期幼虫期と成熟後には、UNC-55核内ホルモン受容体と協働して働いて、VDの異常なシナプス結合形成を防ぐ。この交差的な転写因子の組み合わせでカギとなるエフェクター分子の1つは新規のシナプス組織化分子で、OIG-1という単一免疫グロブリンドメインタンパク質である。OIG-1は、時間的に制御されながらD型運動ニューロンのシナプス出力に沿ってシナプス周辺に局在分布し、シナプス前細胞と後細胞の適切な組み合わせ選択に必要とされる。
