2009 Fiscal Year Annual Research Report
Netrin-G/NGL相互作用による情報の統合機構の解析
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20300116
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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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)
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| 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 |
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| 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たと考えられる。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。類縁分子netrin-G1とnetrin-G2は相互排他的な脳領域で発現し、netrin-G1/NGL1およびnetrin-G2/NGL2の特異的リガンド/受容体ペアが皮質層構造形成の一端を担い、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。免疫組織学的にNetrin-GおよびNGLがシナプスに局在する事を明らかとした。Netrin-G1-knockout(KO)マウスおよびNetrin-G2-KOマウスの海馬スライスを電気生理学的に解析し、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。この事と一致し、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。これらはNetrin-G1とNetrin-G2遺伝子の相互排他的発現特性に立脚している。この発現特性を獲得した機構を考察するため、多様なトランスジェニックマウスを作成して転写調節機構を解析した。その結果は、脊椎動物が進化する過程で全ゲノム重複が生じ、次いで転写調節領域に変異が蓄積したことによって、Netrin-G1とNetrin-G2遺伝子が出現し、さらに相互排他的発現特性を獲得したことが示唆された。
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