抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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異なる細胞形態を有する多様なニューロン集団は神経系の複雑な機能を調整する。明確な神経形態の確立は,軸索と樹状突起の発生を制御するシグナル伝達経路に決定的に依存する。Sema3A-Nrp1/PlxnA4シグナリング経路は,皮質ニューロン基底樹状突起の樹状化を促進するが,軸索を複製する。しかし,Sema3Aシグナル伝達のこれらの異なる機能の基礎となる下流シグナル伝達成分は明らかではない。CRISPR/cas9により発生した新規PlxnA4KRK-AAAノックアウト雄と雌マウスを用いて,PlxnA4細胞質ドメインにおけるKRKモチーフがSema3A仲介皮質ニューロン樹状突起形成に必要であるが,阻害軸索誘導には不要であることを示した。KRKモチーフに結合するRhoGEF FARP2は,PlxnA4受容体のKRKモチーフと同じ機能的特異性を示した。Sema3Aは小GTPアーゼRac1を活性化し,Rac1活性は樹状突起形成に必要であるが軸索成長円錐崩壊には必要でないことを見出した。本研究は,特に樹状突起形態形成を制御するが,反発誘導事象には不要である新規Sema3A-Nrp1/PlxnA4/FARP2/Rac1シグナル伝達経路を同定した。全体として,我々の結果は,多機能受容体複合体からの分岐シグナル伝達出力が,異なるシグナル伝達モチーフに決定的に依存することを示し,誘導キュー受容体のモジュール性質とその多様な細胞応答を調節する可能性を強調した。軸索と樹状突起形態の適切な形成が,最終的に生物における複雑な機能の発生をもたらす神経系の正確な配線に重要である。セマフォリン3A-Neuropilin1/Plexin-A4シグナル伝達経路は軸索反発から樹状突起精緻化への神経発達において複数の鍵となる役割を持つことが示されている。本研究は,Plexin-A4受容体細胞質ドメイン内のKRKモチーフである3つの特異的アミノ酸が,Sema3A仲介皮質ニューロン樹状突起形成を促進するために下流シグナル伝達分子を調整するのに必要であるが,阻害軸索誘導はしないことを示す。著者らの結果は,新規セマフォリン3A-プレキシン-A4下流シグナル伝達経路を明らかにし,軸索誘導と樹状突起形態形成の異種機能がどのようにin vivoで同じ細胞外リガンドによって達成されるかに光を当てた。【JST・京大機械翻訳】
