結論から言うと、プレシナプスにおけるシナプス小胞やアクティブゾーン*1関連タンパク質は、リソソーム関連小胞によって細胞体から輸送されることを発見した論文。
ということで今回abstractを全訳するのは、2018年9月19日号のNeuronに掲載予定の「Presynaptic Biogenesis Requires Axonal Transport of Lysosome-Related Vesicles. (プレシナプスにおける生物学的生合成は、リソソーム関連小胞の軸索輸送を必要とする。)」という論文で、ドイツ Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP), Dr. Volker Hauckeの仕事である。*2
論文の視覚的なイメージがこちら。
graphical abstract
abstract
Nervous system function relies on the polarized architecture of neurons, established by directional transport of pre- and postsynaptic cargoes. While delivery of postsynaptic components depends on the secretory pathway, the identity of the membrane compartment(s) supplying presynaptic active zone (AZ) and synaptic vesicle (SV) proteins is unclear. Live imaging in Drosophila larvae and mouse hippocampal neurons provides evidence that presynaptic biogenesis depends on axonal co-transport of SV and AZ proteins in presynaptic lysosome-related vesicles (PLVs). Loss of the lysosomal kinesin adaptor Arl8 results in the accumulation of SV- and AZ-protein-containing vesicles in neuronal cell bodies and a corresponding depletion of SV and AZ components from presynaptic sites, leading to impaired neurotransmission. Conversely, presynaptic function is facilitated upon overexpression of Arl8. Our data reveal an unexpected function for a lysosome-related organelle as an important building block for presynaptic biogenesis.
(私訳と勝手な注釈)
神経系機能は、ニューロンの極性のある構造に依存し、それはプレシナプスおよびポストシナプスのに存在するカーゴ(積荷)の方向性を持った輸送によって成り立っている。ポストシナプスに存在する因子の伝達は分泌経路に依存するが、プレシナプスのアクティブゾーン（AZ）およびシナプス小胞（SV）タンパク質を供給する膜の部分に関しては正体不明である。ショウジョウバエ幼虫およびマウス海馬ニューロンにおけるライブイメージングにより、プレシナプスにおける生物学的生合成がプレシナプスリソソーム関連小胞（PLV）*3におけるSVおよびAZタンパク質の軸索同時輸送に依存するということが明らかとなった。リソソームキネシンアダプターAr18*4の喪失は、細胞体におけるSV-およびAZ-タンパク質含有小胞の蓄積およびシナプスのSV、AZ成分の枯渇をもたらし、神経伝達障害を引き起こした。逆に、プレシナプスの機能はAr18の過剰発現により促進された。これらのデータは、プレシナプスにおける生物学的生合成の重要な構成要素として、リソソーム関連オルガネラ*5の予想外の機能を明らかにしている。
恥ずかしながら、リソソーム関連オルガネラというものを初めて聞いた。リソソームの派生版のようなものがたくさんあるらしく、それぞれ多様な機能を持つ。
この論文ではリソソーム関連オルガネラの1つである、リソソーム関連小胞がSVやAZ関連タンパク質の輸送を担っており、SVやAZ関連タンパク質が輸送されて来ることが、プレシナプスにおける生物学的生合成に必要だということが示された。リソソーム関連オルガネラはリソソームとは違うとはいえ、タンパク質分解のイメージが強いリソソームという名前が入った、リソソーム関連オルガネラが、タンパク質合成のカギになっているとは、非常に面白い論文だと思った。
*2:https://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(18)30677-9
*3:PLVは通常思い浮かぶタンパク質の分解に関わる成熟リソソームとはことなるもの。
*4:GTPaseタンパク質で、SVの軸索輸送とリソソームの移動に関わるとされている
*5:リソソーム関連オルガネラ（lysosome-related organelle）は、リソソームの性質の一部を保持しながらも、細胞特異的に特殊な機能を担うようになったオルガネラである。リソソーム関連オルガネラの機能は主に生理活性物質の貯蓄、活性化、分泌である。参考：リソソーム - 脳科学辞典
