Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
哺乳類の脳は、ヘテロな細胞集団で構成されているので、脳の動作原理を抽出するためには、脳の中の特定の細胞種を識別し、細胞種選択的に神経活動をモニターする必要がある。本研究では、生体脳内ゲノム編集技術SLENDR/vSLENDRを駆使して、動物個体の脳でハイスループットに細胞種を識別し、識別した細胞種の神経活動をイメージングするための技術基盤を開発する。当領域で開発された世界最高感度の多色のカルシウムインジケーターXCaMP技術と組み合わせることで、ハイスループットに複数の細胞種で神経活動を同時にモニターする。これにより、ヘテロで難解なシステムである脳の動作原理の解明につなげることを目指す。
哺乳類の脳は、様々な細胞種同士が互いに複雑なネットワークを形成している、極めてヘテロで難解なシステムである。従って、脳の動作原理を抽出するためには、脳の中の特定の細胞種を識別し、細胞種選択的に神経活動をモニターする必要がある。細胞種を識別するための遺伝子組換えマウスの系統の作製には、時間とコストがかかる。また、複数の細胞種を識別するには異なる系統のマウスの交配が必要であり、さらに、病態モデルマウスに適用するにはより多くの交配が必要になるので、現実的には簡単ではない。そこで本研究では、申請者が開発した生体脳内ゲノム編集技術SLENDR/vSLENDR法(Mikuni et al., Cell 2016; Nishiyama*, Mikuni* et al., Neuron 2017)を駆使して、動物個体の脳でハイスループットに様々な複数の細胞種を識別し、識別した細胞種の神経活動を同時にイメージングするための技術基盤を開発することを目的としている。2021年度は、前年度に引き続き、マウスを用いて、ゲノム編集による迅速な分子発現レポーターシステムの構築を目指した。CaMKIIα（興奮性神経細胞）などの分子マーカーの遺伝子座にリコンビナーゼ配列を挿入するようなゲノム編集を行うためのアデノ随伴ウイルスベクターを作製した。そのうえで、リコンビナーゼ依存的に蛍光タンパク質やカルシウムインジケータを発現するアデノ随伴ウイルスベクターを作製し、ゲノム編集ベクターと共にマウスに投与した。ウイルスベクターからのリーク発現を抑える仕掛けを加えたところ、効率良く、ある程度特異的に分子マーカー陽性細胞に目的遺伝子を発現させることに成功した。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2021 2020
All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 4 results)
European Journal of Neuroscience
Volume: in press Issue: 8 Pages: 6902-6911
10.1111/ejn.14734
Volume Microscopy
Volume: 155 Pages: 121-149
10.1007/978-1-0716-0691-9_7
