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2016 Fiscal Year Annual Research Report

General mechanisms controlling development of cerebellar neural circuits in vertebrates

Research Project

Project/Area Number 15H04376
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

日比 正彦  名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授 (40273627)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords小脳 / 神経回路形成 / ゼブラフィッシュ / 蛍光タンパク質 / 可視化 / 変異体 / 神経発生 / イメージング
Outline of Annual Research Achievements

今年度は、ゼブラフィッシュおよびメダカの変異体を用いて、小脳神経回路形成機構の解析を行った。
(1)免疫グロブリンスーパーファミリードメインを有するContactin1の解析:遊泳異常を示すメダカ突然変異体roの責任遺伝子の候補としてcontactin1b遺伝子が考えられていた。contactin1b変異体をCRISPR/Cas9法で新たに作製し、相補実験を行うことで、責任遺伝子をcontactin1bと断定した。contactin1bが運動学習および走流性(体位を維持しながら流れに向かって泳ぐこと)を制御する神経回路の形成に関与することを見出した。
(2)顆粒細胞に発現するReelinの機能解析:哺乳類の小脳の層構造形成において、顆粒細胞から分泌され小脳表層に局在するReelinタンパク質が重要な役割を演じていると考えられいる。ゼブラフィッシュReelin、およぼReelinの受容体Vldlrおよび細胞内シグナル伝達分子Dab1aの変異体の解析を行った。その結果、(i)Reelinシグナルが、小脳プルキンエ細胞および中脳視蓋に存在するtype Iニューロンの移動を制御すること、(ii)reelin変異体では異所的なプルキンエ細胞に対して、顆粒細胞および下オリーブ核からの軸索が投射していることを見出した。
(3)下オリーブ核ニューロン分化の制御機構:下オリーブ核ニューロンの前駆細胞に発現するプロニューラル遺伝子ptf1aおよびホメオボックス遺伝子gsx2の変異体を作製した。これらの変異体では下オリーブ核ニューロンが減弱または消失していることを見出した。ptf1aとgsx2の発現は相互に依存しておらず、独立して下オリーブ核ニューロンの分化を制御していると考えられた。
(4)顆粒細胞に特異的に発現するprotocadherin Fat2の役割:fat2変異体では、尾葉および顆粒隆起の顆粒細胞からCrest細胞への軸索に関して異常が認められた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

変異体の作製と解析に、予想より時間がかかり、解析に少し遅れがでた。

Strategy for Future Research Activity

作製した変異体をさらに詳細に解析し、小脳神経回路形成の分子メカニズムを明らかにする。

  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] コロンビア大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      コロンビア大学
  • [Int'l Joint Research] 国立がん研究所(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      国立がん研究所
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      2
  • [Journal Article] Evolutionary mechanisms that generate morphology and neural-circuit diversity of the cerebellum.2017

    • Author(s)
      Hibi M, Matsuda K, Takeuchi M, Shimizu T, Murakami Y.
    • Journal Title

      Development, Growth & Differentiation

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1111/dgd.12349

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Oncogenic role of rab escort protein 1 through EGFR and STAT3 pathway.2017

    • Author(s)
      Yun UJ, Sung JY, Park SY, Ye SK, Shim J, Lee JS, Hibi M, Bae YK, Kim YN.
    • Journal Title

      Cell Death & Disease

      Volume: 8 Pages: e2621

    • DOI

      10.1038/cddis.2017.50.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] REP1 inhibits FOXO3-mediated apoptosis to promote cancer cell survival.2017

    • Author(s)
      Song KH, Woo SR, Chung JY, Lee HJ, Oh SJ, Hong SO, Shim J, Kim YN, Rho SB, Hong SM, Cho H, Hibi M, Bae DJ, Kim SY, Kim MG, Kim TW, Bae YK.
    • Journal Title

      Cell Death & Disease

      Volume: 8 Pages: e2536

    • DOI

      10.1038/cddis.2016.462.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Osteocrin, a peptide secreted from the heart and other tissues, contributes to cranial osteogenesis and chondrogenesis in zebrafish.2017

    • Author(s)
      Chiba A, Watanabe-Takano H, Terai K, Fukui H, Miyazaki T, Uemura M, Hashimoto H, Hibi M, Fukuhara S, Mochizuki N.
    • Journal Title

      Development

      Volume: 144 Pages: 334-344

    • DOI

      10.1242/dev.143354.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gene expression profiling of granule cells and Purkinje cells in the zebrafish cerebellum.2017

    • Author(s)
      Takeuchi M, Yamaguchi S, Sakakibara Y, Hayashi T, Matsuda K, Hara Y, Tanegashima C, Shimizu T, Kuraku S, Hibi M.
    • Journal Title

      Journal of Comparative Neurology

      Volume: 525 Pages: 1558-1585

    • DOI

      10.1002/cne.24114.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Responses of cerebellar Purkinje cells during fictive optomotor behavior in larval zebrafish.2016

    • Author(s)
      Scalise K, Shimizu T, Hibi M, Sawtell NB.
    • Journal Title

      Journal of Neurophysiology

      Volume: 116 Pages: 2067-2080

    • DOI

      10.1152/jn.00042.2016.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 真骨魚類から見た小脳の進化と発生2016

    • Author(s)
      日比正彦、竹内未紀、松田光司、原雄一郎、榊原考将、種子島千春、山口信悟、吉田将之、工樂樹洋、清水貴史
    • Organizer
      日本進化学会第18回大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-08-25 – 2016-08-28
    • Invited
  • [Presentation] Role of Contactin1 in neural network formation for motor coordination in medaka and zebrafish.2016

    • Author(s)
      Takeuchi M, Goshima A, Inoue C, Shimizu K, Kawahara A, Yoshida M, Hibi M.
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      横浜、神奈川
    • Year and Date
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [Presentation] Zebrafish cerebellar neural circuitry is involved in the classical fear conditioning.2016

    • Author(s)
      Matsuda K, Yoshida M, Kawakami K, Hibi M, Shimizu T.
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      横浜、神奈川
    • Year and Date
      2016-07-20 – 2016-07-22

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-10-07  

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