Netrin-G/NGL相互作用による情報の統合機構の解析

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20300116
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 糸原 重美 The Institute of Physical and Chemical Research, 行動遺伝学技術開発チーム, チームリーダー (60252524)
• Keywords: netrin-G1 / netrin-G2 / NGL1 / NGL2 / 変異マウス / シナプス伝達 / 可塑性 / 認知機能

Research Abstract

ヒトが獲得した高度な精神活動は、脊椎動物に固有な遺伝子の出現と、それに伴って発達した神経回路の獲得に依存し、その機能不全は精神疾患に直結するはずである。私たちは脊椎動物固有の膜分子netrin-G1、netrin-G2とそれらの受容体NGL-1、NGL-2を分離同定した。興味深いことに、類縁分子netrin-G1とnetrin-G2は相互排他的な脳領域で発現する。netrin-G1ノックアウト(KO)およびnetrin-G2-KOマウスを作製解析し、netrin-G1/NGL1およびnetrin-G2/NGL2の特異的リガンド/受容体ペアが脊椎動物の脳の特徴である皮質層構造形成(5)の一端を担い、経細胞性機構により単一細胞の樹状突起内に独立神経回路の区分けを形成する事を明らかとした(4)。このような先行成果を基礎とし、遺伝子変異マウスを駆使し、樹状突起内の区画化が情報統合にどのような意義を持つか(分子・細胞機構)、netrin-G1/NGL1およびnetrin-G2/NGL2の分子進化が高等動物にもたらした能力(神経回路機構)は何かの観点で取り組んだ。その結果、netrin-G1/NGL1およびnetrin-G2/NGL2の相互作用は、それぞれ独立した神経回路の伝達特性および可塑性を制御することを明らかとした。この事と矛盾せず、netrin-G1-KOマウスおよびnetrin-G2-KOマウスは、いずれも顕著な認知機能異常を示し、その異常は重複しないことを明らかとした。これらの結果は、netrin-G1/NGL1およびnetrin-G2/NGL2の分子進化が脊椎動物の認知機能獲得に重要な役割を果たしたことを示している。