Understanding the molecular basis how Temporal Factors determine neural fate

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06196
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44020:Developmental biology-related
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: Suzuki Takumi 茨城大学, 基礎自然科学野, 准教授 (30623764)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 神経幹細胞 / DamID / ショウジョウバエ / 神経多様性 / 転写因子 / 視覚中枢

Outline of Final Research Achievements

Neural stem cells produce a sufficient amount of a wide variety of neurons at the right time to establish functionally correct neural circuits. However, the molecular mechanisms that regulate the production of correct types of neurons in the required amount have not yet been elucidated. In neural stem cells, a group of transcription factors called Temporal Factors (TFs) are expressed in a specific order to produce various types of neurons, but it is unclear what genes downstream of TFs are regulated to determine the cell fate. We found that Slp, a member of the TFs, regulates proteins called Dan and Danr. We also found that JAK-STAT signaling plays a central role in regulating neural production.

Free Research Field

分子発生学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で行ったTFsのゲノムワイドなDNA結合パターン解析によって、TFsのひとつであるSlpの下流で機能している遺伝子の候補としてDanとDanrを同定した。これまで、TFsの下流で機能する遺伝子は同定されておらず、Dan、Danrの 同定によって、神経幹細胞が多種多様な神経を生み出す分子機構の解明への糸口が得られた。また、JAK-STAT経路が神経の産生量の調節に極めて重要な役割を果たすことを突き止めた。ハエと哺乳類の脳神経系は構造的・発生学的な特徴を共有するため、哺乳類でも類似したメカニズムで機能している可能性が高く、動物界に共通した神経発生メカニズムの解明に貢献するものと考えられる。