2016 Fiscal Year Annual Research Report
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16H04798
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
花嶋 かりな 国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, チームリーダー (80469915)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 大脳皮質 / カハールレチウス細胞 / サブプレート細胞 / 進化 / 遺伝子発現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳皮質で最初に誕生するニューロン群は哺乳類以降で急激に発達し、ヒトで最も数が増大したが、大脳皮質の神経回路形成における機能については知見が乏しい。これまで初期ニューロンに発現する分子としてはReelinやp73、CTGF等が知られているが、これらは哺乳類以外の脳の細胞にも発現しており、カハールレチウス細胞やサブプレート細胞に発現する分子の全貌とその機能については不明である。本年度は、生体内で転写因子Foxg1の発現に抑制応答を示す遺伝子を抽出し、in situハイブリダイゼーションと定量的PCR解析により、これらの遺伝子が既知のカハールレチウス細胞とサブプレート細胞マーカーを含むことを確認した。さらにFoxg1抗体を用いたクロマチン免疫沈降、および上記のトランスクリプトーム解析から得られた抑制応答遺伝子群のうちFoxg1の直接的結合遺伝子について、その結合配列が哺乳類特異的なものについて選定を行った。これらのスクリーニングから、全マウスゲノムのうち44個の候補遺伝子を抽出し、胎生１０日目から１８日目までのマウス脳を用いて初期ニューロンにおける発現の特異性について検討を行った。これらのスクリーニングの結果、８個の初期ニューロン発現候補遺伝子について絞り込みを行い、またこの中で発現がReelinには依存しない遺伝子をReeler マウス(Reelin遺伝子欠損マウス)を用い同定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの予備実験の結果から、大脳皮質の初期ニューロンに発現する遺伝子群のスクリーニングを高効率に行うことが可能となった。また同定した遺伝子群については既知の初期ニューロンマーカーが抽出されたことから、データの信頼性についても確認された。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に同定した遺伝子群の発現が哺乳類特異的に制御されているかについて検討を行うため、非哺乳類および霊長類胚脳（鳥類：ニワトリ、フィンチ、爬虫類：ヤモリ、霊長類：コモンマーモセット）での発現パターンについて明らかにする。これにより非哺乳類脳で発現せず、霊長類のカハールレチウス細胞、サブプレート細胞で発現パターンが保存されているものを、哺乳類特異的発現遺伝子として同定する。また同定した遺伝子群について、Foxg1の誘導のタイミングを生体内で操作したマウスでの発現挙動について解析を行う。Foxg1による制御の実体については、経時的ChIP-qPCR、バイオインフォマティクス、レポーターアッセイ等により評価する。また並行して、これらの遺伝子のマウス胎児での強制発現実験により、Foxg1を介した初期ニューロンの発現遺伝子の制御様式と分化決定機構について解析を行う。
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