2018 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of neural circuit plasticity investigated from cell-type specific chromatin dynamics of juvenile brain
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16K14781
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
酒井 晶子 新潟大学, 医歯学総合研究科, 日本学術振興会特別研究員 (70532745)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 臨界期 / 抑制性ニューロン / ChIP-seq / トランスクリプトーム / クロマチン / PV細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ほ乳類において、経験により神経回路の可塑性が高まる臨界期は、抑制性ニューロン（特にパルブアルブミン陽性PV細胞）の発達・成熟過程で起こる。抑制性ニューロンは複数の種類に分化するが、分化運命決定後の発達過程における遺伝子発現制御はよく分かっていない。本研究ではこれまでに、PV細胞の発達を促し臨界期を開始させる転写因子Otx2について、臨界期マウス皮質のChIP-seq、および抑制性ニューロン特異的なトランスクリプトーム解析によりターゲット遺伝子群を明らかにした。さらにクロマチン制御の観点からPV細胞発達の機構を明らかにするため、クロマチン高次構造と転写を調節し、神経発達に関与するコヒーシンに着目した。PV細胞特異的にコヒーシン関連因子を欠損するマウスを作成したところ、PV細胞の成熟遅延が見られたことから、クロマチン制御の重要性が示唆された。ChIP-seqより、コヒーシン結合部位はOtx2結合部位のおよそ半数と重なることから、Otx2がコヒーシンによるクロマチン構造変化をもたらし臨界期特異的遺伝子発現を引き起こす可能性が考えられた。現在、少数細胞からクロマチン因子のゲノムワイド解析を行うことが可能なChIL法（Harada et al., 2018）を生後脳に応用した系の構築を進め、PV細胞に限定した詳細な解析を目指している。
また、臨界期の抑制性ニューロンと、皮質細胞全体から得た各々のトランスクリプトームを比較したところ、特定のコヒーシン関連因子の発現量が抑制性ニューロンでより多いことを見出した。実際に皮質中で細胞特異的な発現パターンを示すことが組織学的に確認された。この因子が細胞特異的なクロマチン制御に寄与するのか調べていきたい。
今後、以上の解析を更に進めることで、細胞種特異的なクロマチン制御による遺伝子発現調節が臨界期をもたらす仕組みが明らかになると期待される。
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