二次嗅覚並行回路の機能的シフトの研究

• Project Area: Mechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation
• Project/Area Number: 17H05587
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 平田 たつみ 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 教授 (80260587)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2018: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2017: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 誕生日タグづけ / マウス / 嗅覚 / 行動

Outline of Annual Research Achievements

神経回路機能を理解するためには、それをサブ回路に分離する技術が鍵となる。代表者が開発した新規技術「神経細胞の誕生日タグづけ法」は、トランスジェニックマウス系統を用いて、神経細胞の誕生日依存的に遺伝子組換えを誘導するシステムである。「誕生日」という神経細胞の新たな分類を可能にし、その分類に基づいた神経細胞の機能操作ができる。本研究では、この新規技術を用いて、以下の２つの取り組みを行なった。
1) 多くの神経系において「誕生日」は神経細胞の有用な分類なので、この技術は様々な脳領域の研究者にとって有用であると期待される。未発表のこの新規技術を領域会議等で紹介することで、領域内共同研究の開拓につとめた。本研究期間中に7件10系統の誕生日タグづけマウスを研究者に提供して共同研究を推進することができた。
2) 「神経細胞の誕生日タグづけシステム」を用いて、誕生時期の違う嗅球の投射神経細胞が、各々分離可能なサブ回路を形成することを見いだした。遅生まれの房飾細胞は、軸索を非常に限られた2つの領域に収束させており、他の嗅球神経細胞とは独立した神経回路を作っていることがわかった。このうち一つの標的は嗅結節の中の一部にあり、これまでに報告がなかったので、Nucleus of external tufted cell （外側房飾細胞の核）と命名した。誕生日タグづけマウス系統とウイルスベクターを組み合わせることで、これらの神経回路特異的な神経活動の操作を行い、嗅覚行動における影響を検討中である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Timing matters: A strategy for neurons to make diverse connections (2019)
  • Author(s): Hirata Tatsumi, Iwai Lena
  • Journal Title: Neuroscience Research Volume: 138 Pages: 79-83
  • DOI: 10.1016/j.neures.2018.09.006
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Frequent nonrandom shifts in the temporal sequence of developmental landmark events during teleost evolutionary diversification (2019)
  • Author(s): Ito Fumihiro, Matsumoto Tomotaka, Hirata Tatsumi
  • Journal Title: Evolution & Development Volume: in press Issue: 3 Pages: 120-134
  • DOI: 10.1111/ede.12288
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression patterns of Sema3A in developing amniote limbs: With reference to the diversification of peripheral nerve innervation. (2017)
  • Author(s): Noguchi K, Ishikawa R, Kawaguchi M, Miyoshi K, Kawasaki T, Hirata T, Fukui M, Kuratani S, Tanaka M, Murakami Y.
  • Journal Title: Dev Growth Differ. Volume: 59(4) Issue: 4 Pages: 270-285
  • DOI: 10.1111/dgd.12364
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Netrin-1 Derived from the Ventricular Zone, but not the Floor Plate, Directs Hindbrain Commissural Axons to the Ventral Midline (2017)
  • Author(s): Yamauchi Kenta、Yamazaki Maya、Abe Manabu、Sakimura Kenji、Lickert Heiko、Kawasaki Takahiko、Murakami Fujio、Hirata Tatsumi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Issue: 1 Pages: 11992-11992
  • DOI: 10.1038/s41598-017-12269-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Neuronal birthdate tagging: Cre-ER mouse lines for birthtime-dependent classification and manipulation of neuron subsets (2018)
  • Author(s): Hirata Tatsumi
  • Organizer: 22nd Biennial Meeting of the International Society of Developmental Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 神経細胞の誕生日タグづけ法の開発と応用 (2018)
  • Author(s): 平田たつみ
  • Organizer: 第91回日本生化学会大会 シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Semaphorin 6A-Plexin A2/A4 signaling between neurons and radial glial cells is required for proper positioning of superficial layer neurons in the mouse cerebral cortex (2018)
  • Author(s): Hatanaka Y, Kawasaki T, Abe T, Shioi G, Kohno T, Hattori M, Sakakibara A, Kawaguchi Y, Hirata T
  • Organizer: 22nd Biennial Meeting of the International Society of Developmental Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] SemaphorinA6 on radial glial cell and PlexinA2/A4 on neuron are required for proper positioning of superficial layer neurons in the cerebral cortex (2018)
  • Author(s): Hatanaka Y, Kawasaki T, Abe T, Shioi G, Kohno T, Hattori M, Sakakibara A, Kawaguchi Y, Hirata T
  • Organizer: 第41回日本神経科学大会
• [Presentation] The Role of Netrin-1 from the Ventricular Zone in Commissural Axon Guidance (2018)
  • Author(s): Kenta Yamauchi, Maya Yamazaki, Manabu Abe, Kenji Sakimura, Heiko Lickert, Takahiko Kawasaki, Tatsumi Hirata
  • Organizer: 第41回日本神経科学大会
• [Presentation] Labeling of neurons derived from intermediate neuronal progenitors in the mouse cerebral cortex (2017)
  • Author(s): Y. Hatanaka, T. Hirata and Y. Kawaguchi
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] Development and application of neuronal birthdate tagging (2017)
  • Author(s): T. Hirata
  • Organizer: NIG Symposium: Circuit construction in the mammalian brain
  • Invited