発生時計を利用した神経細胞「誕生日」の意味づけ

• Project Area: Interplay of developmental clock and extracellular environment in brain formation
• Project/Area Number: 17H05776
• 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: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000); Fiscal Year 2018: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2017: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: 誕生日タグづけ / マウス / 嗅覚 / 神経発生

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、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」を用いて当該領域の研究を推進した。これは発生時計のコア遺伝子を利用して、神経分化にコミットした細胞特異的に遺伝子組換えを誘導するシステムである。神経細胞の形質に及ぼす「誕生日」の影響を、様々なレベルで解析できるので、当該領域の推進する研究に役立つと期待される。本年度は、この未発表の新規技術を領域会議で紹介し、新規共同研究の開拓をめざした。さらに、代表者自身のグループの研究として、二次嗅覚系と網膜視覚系に着目した研究を行なった。
1.「神経細胞の誕生日タグづけ法」を領域会議で紹介し、このマウスを通した共同研究を推進した。本研究期間中に3件の依頼を受けてマウス系統を分譲し共同研究を開始することができた。
2. 二次嗅覚系については、早生まれの僧帽細胞と遅生まれの房飾細胞を区別して標識することに成功した。とりわけ遅生まれの房飾細胞は、これまでの知見とは異なり、極めて限局した２箇所のみを標的としていることが明らかとなった。さらに誕生日の時間解像度をあげて、嗅球神経細胞を細かく分類し、投射パターンの違いを解析中である。
3. 網膜神経節細胞は、細胞生理学的観点から最も分類が進んだ神経細胞である。複数の誕生日タグづけマウス系統を使い、網膜神経節細胞の分類を行なった。その結果、誕生日によって異なる神経細胞が標識され、各々が異なる標的に投射することが明らかになってきた。

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] Development and application of neuronal birthdate tagging (2017)
  • Author(s): T. Hirata
  • Organizer: NIG Symposium: Circuit construction in the mammalian brain
  • Invited
• [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