ショウジョンバエの視覚中枢形成システム

• Project/Area Number: 17017009
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 多羽田 哲也 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (10183865)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 純 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (30345235) ; ヨシダ 章子 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (70372430)
• Project Period (FY): 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥4,500,000 (Direct Cost: ¥4,500,000); Fiscal Year 2005: ¥4,500,000 (Direct Cost: ¥4,500,000)
• Keywords: ショウジョウバエ / 視覚中枢 / ラミナ / single-minded / ヘッジホッグ

Research Abstract

ショウジョウバエの視神経(R1-6)はラミナ神経とシナプス結合を形成する。発生期のラミナでは、視神経軸索を運ばれてくるヘッジホッグによりラミナ神経の分化が誘導されることが知られている。すなわちシナプス結合を作るターゲットの分化を視神経の投射が誘導することになり、retinotopic mapの形成を容易にするメカニズムと考えられている。ラミナにおいてヘッジホッグが誘導する遺伝子の探索の過程でSingle minded(Sim)を同定した。SimはPASドメインを持つHLH型転写因子で、ショウジョウバエでもマウスでもmidlineに発現し、ショウジョウバエのmidline形成に必須の遺伝子として知られている。ショウジョウバエのsim変異ではラミナは分化するにもかかわらず、視神経とラミナ神経が交互に配置することなく、両者はそれぞれ乖離する表現型を示す。視神経の投射を詳しく観察すると、新たに投射する軸索は直前に投射した軸索に沿ってラミナに到達し、ラミナ神経の分化を誘導する。誘導されたラミナ神経はその両者の軸索の間に割り込むことで視神経軸索とラミナ神経が交互に配置する構造ができあがる。sim変異ではラミナ神経が軸索間に割り込むことができないと考えられる。逆にSimを生理的な条件よりも高いレベルで発現させると、ラミナ神経は野生型に比べてより早く視神経間に割り込む表現型を示すようになる。Simにより発現が制御されるターゲットがラミナ神経細胞と視神経軸索との相互作用を制御するものと思われる。本研究は神経回路形成におけるシナプス後細胞の新たな役割の解明に道を開くものである。

Research Products

• [Journal Article] DWnt4 regulates the dorsoventral specificity of retinal projections in the Drosophila visual system. (2006)
  • Author(s): Sato, M., Umetsu, D., Murakami, S., Yasugi, T., Tabata, T.
  • Journal Title: Nature Neuroscience 9・1 Pages: 67-75
• [Journal Article] T.Highly ordered assembly of retinal axons and their synaptic partners is regulated by Hedgehog/Single-minded in Drosophila visual system. (2006)
  • Author(s): Umetsu, D., Murakami, S., Sato, M., Tabata, T.
  • Journal Title: Development 133・5 Pages: 791-800
• [Journal Article] DPP signaling controls development of the lamina glia required for retinal axon targeting in the visual system of Drosophila. (2005)
  • Author(s): Yoshida, S., Soustelle, L., Giangrande, A., Umetsu, D., Murakami, S., Yasugi, T., Awasaki, T., Ito, K., Sato, M., Tabata, T.
  • Journal Title: Development 132・20 Pages: 4587-4598