2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of genetic program controlling cerebellar neural circuit formation
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18H02448
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| Research Institution | Nagoya University |
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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)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 発生・分化 / 神経科学 / 脳・神経 / 遺伝学 / 遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）プルキンエ細胞の分化機構の解析
私達はこれまで、ゼブラフィッシュ小脳プルキンエ細胞の分化過程で発現する転写因子Foxp1bとFoxp4、転写共抑制因子Skor1bとSkor2に焦点を当て研究を進めてきた。foxp1b;foxp4ダブル変異体ではプルキンエ細胞が大幅に減少し、skor1b;skor2ダブル変異体ではプルキンエ細胞が消失し代わりに顆粒細胞が増加することを見出した。これらのデータは、Foxp1b/4がプルキンエ細胞分化遺伝子を正に制御し、Skor1b/2が顆粒細胞分化遺伝子の発現を抑制している可能性を示唆した。Skor1b/2は他の転写因子を介してDNAに結合し遺伝子発現を抑制すると考えられている。本年度は、Skorに結合する因子を酵母２ハイブリッド法を用いて探索し、候補転写因子を見出した。さらに機能解析のため、Foxp1b、Foxp4、Skor1b、Skor2をGal4依存的に異所的に発現させるトランスジェニックフィッシュ（Tg）、および標的遺伝子の探索のため、ビオチンリガーゼ認識ペプチドを融合したFoxp1b、Foxp4、Skor1b、Skor2をプルキンエ細胞で発現するTg系統の作製を試みた。
（２）下オリーブ核ニューロンの分化機構の解析
私達はこれまで、プロニューラル因子Ptf1aおよびホメオボックス転写因子Gsx2の変異体で下オリーブ核が減少・消失することを見出したきた。本年度は、gsx2の発現と、後脳の前後パターニングに関与することが知られるレチノイン酸（RA）とFGFシグナルとの関係性を解析し、gsx2の発現はRAシグナルによって正に制御され、FGFシグナルによって負に制御されることを見出した。また、Ptf1aとGsx2の標的遺伝子検索のため、ビオチンリガーゼ認識ペプチドを融合したPtf1aおよびGsx2を発現するTg系統の作製を開始した。
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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
プルキンエ細胞分化に関わるFoxp1b/4およびSkor1b/2の変異体、下オリーブ核ニューロン分化に関わるGsx2の変異体に関して表現型解析は順調に進んでいる。これら転写因子の遺伝子発現制御機構に関する詳細な解析は進んでいないが、これら転写因子の標的遺伝子を探索するためのツールの開発は順調に進んでいる。したがって、全体を通じて研究は概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）foxp1b;foxp4、skor1b;skor2ダブル変異体、およびgsx2変異体に関して、ニューロン分化マーカーおよび神経前駆細胞のマーカーを用いた詳細な表現型解析を行う。
（２）foxp1b、foxp4、skor1b、skor2を顆粒細胞系譜に異所的に発現させ、顆粒細胞の分化抑制、プルキンエ細胞への運命転換が生じるか検討する。また、gsx2を異所的に発現させ、異所的に下オリーブ核ニューロンが産生されるか検討する。
（３）ビオチン化したFoxp1b、Foxp4、Skor1b、Skor2、Ptf1a、Gsx2を発現するトランスジェニックフィッシュを用いて、これら転写因子に結合するゲノム配列を同定することで標的遺伝子を探索する。
（４）Skor1b/2に結合する候補転写因子に関して、培養細胞を用いた免疫共沈降の実験を行い、実際に細胞内で候補転写因子とSkor1b/2が会合するかを確認する。候補転写因子の機能を、変異体およびトランスジェニックフィッシュを作製し表現型を解析することで解明する。
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[Journal Article] Distinct interactions of Sox5 and Sox10 in fate specification of pigment cells in medaka and zebrafish.2018
Author(s)
Nagao Yusuke, Takada Hiroyuki, Miyada Motohiro, Adachi Tomoko, Seki Ryoko, Kamei Yasuhiro, Hara Ikuyo, Taniguchi Yoshihito, Naruse Kiyoshi, Hibi Masahiko, Kelsh Robert N., Hashimoto Hisashi
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Journal Title
PLoS Genetics
Volume: 14
Pages: e1007260
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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