Regulatory mechanisms for neurite elimination underlying developmental neuronal remodeling

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K15102
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 44020:Developmental biology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Furusawa Kotaro 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (30898961)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 神経回路再編 / 感覚ニューロン / シナプス / 樹状突起 / 刈り込み / Ube3a

Outline of Final Research Achievements

First, we performed loss of functional screening to identify genes required for synapse elimination and dendrite pruning, and found that Cullin1 is required for dendrite elimination, while Ube3a is required for synapse elimination. Furthermore, we examined the molecular mechanisms by which Ube3a induces synapse elimination and found that Ube3a is transported to the presynaptic terminal in a kinesin motor-dependent manner and induces synapse elimination by downregulating BMP signaling.

Free Research Field

細胞分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで、発達期における脳神経回路刈り込みの制御メカニズムは、軸索・樹状突起・シナプスなどの異なる神経コンパートメントごとに研究されており、単一ニューロン内の神経コンパートメントが選択的に刈り込まれる時空間制御メカニズムは全く理解されていなかった。この問題に取り組むためには、単一ニューロンにおいて、それぞれの神経コンパートメントの刈り込みを同時に観察できる実験モデルを用いる必要があり、簡便な実験モデルの不足が研究の障壁となっていた。本研究は、ショウジョウバエ感覚ニューロンを実験モデルとして用いることにより、世界に先駆けて神経コンパートメント選択的除去メカニズムの解明に取り組むものである。