Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
脳神経系を理解するためには、個々の神経細胞の多様性をもたらす遺伝子群を用いて、神経細胞の個性獲得と神経回路形成のメカニズムを明らかにする必要がある。脳で発現している多様化細胞接着分子群であるクラスター型プロトカドヘリン（cPcdh）遺伝子群は免疫グロブンリンと類似した可変領域と定常領域からなる遺伝子クラスターを構成し、神経細胞ごとに異なるランダムな組み合わせ発現をしていることが明らかとなっている。本研究では、１神経細胞におけるcPcdh遺伝子群のランダム発現と神経ネットワーク形成を捉え操作することにより、脳の細胞社会ダイバーシティーをもたらす複雑な神経ネットワーク形成メカニズムを明らかにする。
我々は、脳で発現している多様化細胞接着分子群であるクラスター型プロトカドヘリン（cPcdh）遺伝子群を発見し、この遺伝子群が免疫グロブンリンと類似した可変領域と定常領域からなる遺伝子クラスターを構成し、個々の神経細胞ごとに異なるランダムな組み合わせ発現をしていることを明らかにしてきた。本研究では、複雑な神経ネットワークである脳における細胞社会ダイバーシティーを、１神経細胞におけるcPcdh遺伝子群のランダム発現と神経ネットワーク形成を捉え操作することにより明らかにする。本年度は、以下の項目について研究を行った。１）キメラマウスの大脳皮質において、同一神経細胞系譜となる神経細胞をホールセルパッチクランプ法により細胞質を吸引してRamDA-seq法を用いてRNAシーケンスを行い、シングルセルレベルでのcPcdh遺伝子発現パターンとクローン性との関係について解析を行った。２）cPcdh遺伝子のランダム発現を可視化したβ3-Tomatoノックインマウスを用いて、同一細胞系譜のクローン性ある細胞でのβ3-Tomato発現を解析した。また、β3-GFP及びβ19-Tomatoノックインマウスの作製に成功し、cPcdh遺伝子発現が個体間、左右間で異なるランダム発現であることを明らかにした。３）FRETによりcPcdhアイソフォーム接着活性を可視化するFRET-cPcdhプローブの開発に成功し、このFRET-cPcdhプローブがマウス生体内で機能的であることを明らかにした。４）58種類のcPcdhアイソフォームの内、マウス生存にはこれまでに知られているcPcdhgC3, gC4, gC5だけでなく、他の53種類のcPcdhアイソフォームもマウス生存に必須であることを明らかにし論文として発表した。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 5 results, Open Access: 5 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)
iScience
Volume: 26 Issue: 1 Pages: 105766-105766
10.1016/j.isci.2022.105766
Annals of the New York Academy of Sciences
Volume: - Issue: 1 Pages: 51-61
10.1111/nyas.14980
Genome Research
Volume: 32 Pages: 945-955
10.1101/gr.276363.121
Acta Neuropathol Commun.
Volume: Nov 29;10(1):172 Issue: 1 Pages: 172-172
10.1186/s40478-022-01478-6
Scientific Reports
Volume: 11 Issue: 1 Pages: 22237-22237
10.1038/s41598-021-01481-2
https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yagi/index.htm
