Genetic manipulation of odorant receptor class choice and olfactory behaivor
| Project/Area Number |
19H03264
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
廣田 順二 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (60405339)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | 嗅覚 / 嗅覚受容体 / 嗅神経細胞 / 神経分化 / 転写因子 / 嗅覚行動 / 神経細胞分化 |
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| Outline of Research at the Start |
嗅神経細胞は、その分化過程においてClass I型かClass II型かの運命選択をし、その運命決定に従い対応するクラスの嗅覚受容体をを発現する。しかしながら嗅神経細胞の二型性の機能分化の分子機構の全容とその生理的意義は明らかになっていない。これまでの研究で申請者は転写因子Bcl11bがこの二者択一的運命選択を制御していることを明らかにした。本研究課題では、ORクラス選択におけるBcl11bの機能発現機序の全容を解明する。さらにORクラス選択の遺伝学的制御が嗅覚神経回路形成と嗅覚行動に及ぼす影響を明らかにし、ORクラス選択と嗅覚行動を結ぶ分子神経基盤を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
嗅覚受容体は大きく２つのクラス、「魚類から哺乳類に共通」のクラス１と「陸生動物特異的な」クラス２に分類される。嗅神経細胞分化過程においては、どちらのクラスの受容体を発現するかの二者択一的運命決定がなされる。本研究課題では、嗅覚受容体クラス選択を制御する転写因子Bcl11bによる制御機構の全容を明らかにすることを目的とし、Bcl11bが嗅神経細胞の運命決定において果たす役割とその分子機構を明らかにした。嗅神経細胞のクラス選択が嗅覚受容体のエンハンサーレベルで制御されていること、またBcl11bがクラス１エンハンサー（Jエレメント）の活性を抑制することでクラス２の運命選択を許容することを明らかにした。さらにBcl11bによるJ エレメントのエンハンサー活性の制御機構を明らかにするために、Jエレメントの最小機能領域を絞り込むとともに、ChIP-seqによってBcl11bの結合ゲノム領域を網羅的に同定した。その結果、Bcl11bはJエレメントを含むいずれの嗅覚受容体エンハンサーにも結合しないことがわかった。またHi-Cデータ解析から、Bcl11b結合DNA領域はClass I 嗅覚受容体クラスターには相互作用しない。これらの結果から、Bcl11bは間接的にJエレメントのエンハンサー活性を抑制しているとっ考えられる。
一方、嗅覚受容体のクラス選択の異常によって引き起こされる嗅覚行動異常の原因を探る課題においては、変異マウス高次脳における嗅覚情報処理経路の解析を進めた。神経活動を指標とした解析の結果から、嗅上皮腹側で異所的にClass I嗅覚受容体を発現した嗅神経細胞は、嗅球腹側から前嗅核腹側領域を活性化していたことから、少なくとも嗅神経細胞から嗅球・前嗅核までは、嗅神経回路は発現する嗅覚受容体のクラス（種類）ではなく、嗅上皮上の位置によって決まるものであることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(28 results)
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[Journal Article] Bcl11b controls odorant receptor class choice in mice2019
Author(s)
Enomoto Takayuki、Nishida Hidefumi、Iwata Tetsuo、Fujita Akito、Nakayama Kanako、Kashiwagi Takahiro、Hatanaka Yasue、Kondo Hiro、Kajitani Rei、Itoh Takehiko、Ohmoto Makoto、Matsumoto Ichiro、Hirota Junji
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Journal Title
Communications Biology
Volume: 2
Issue: 1
Pages: 296-296
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Mechanism of odorant receptor class choice in mice2019
Author(s)
Enomoto T, Nishida H, Iwata T, Fujita A, Nakayama K, Kashiwagi T, Hatanaka Y, Kondo H, Kajitani R, Itoh T, Ohmoto M, Matsumoto I, Hirota J.
Organizer
The 48th Naito Conference on Integrated Sensory Sciences - Pain , Itch, Smell and Taste.
Related Report
Int'l Joint Research
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