2013 Fiscal Year Research-status Report
嗅神経細胞の分化・運命決定機構における転写因子Bcl11bの機能
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25840085
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
榎本 孝幸 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 特任助教 (70635680)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 細胞分化 / 転写因子 / 細胞運命決定 / エピジェネティクス / 嗅覚神経 / 軸索投射 / 嗅覚受容体 / 発現制御 |
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| Research Abstract |
研究対象である嗅覚システムは匂いを感知する感覚神経系である。動物の鼻腔内には匂い分子を検出する嗅神経細胞が存在しており、それらは外環境からの膨大な種類の匂い分子に対応するため、１０００種類を超える嗅覚の受容体遺伝子の中から１種類のみを発現することによって多様な個性を持つ細胞集団として産生される。本研究課題では、嗅神経細胞がどのような制御メカニズムによって多様な細胞集団として産生されるのか明らかにすることを目指す。
研究代表者らは、これまでに転写因子Bcl11bが嗅神経細胞の産生制御メカニズムに関与していることを突き止めていた。平成２５年度の研究計画では、嗅神経細胞の分化におけるBcl11bの機能を明らかにするために、Bcl11bの遺伝子発現解析とその機能欠失型変異及び、機能獲得型変異マウスの表現型解析を行った。その結果、Bcl11bが嗅神経細胞の産生を制御するメカニズムにおいて細胞自律的に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。具体的には、大きく２種類に分類される嗅神経細胞の片方の細胞集団にのみBcl11bが発現し、機能することによって、２種類の嗅神経細胞の産生バランスを制御していることを解明した。このことによって、これまでよく解っていなかった膨大な種類の匂い分子を検出する嗅神経細胞集団の多様性獲得メカニズムのモデルを提唱することが可能となる。現在、国際科学雑誌に論文を投稿するために準備しており、平成２６年度中の投稿を予定している。
研究実施計画書の平成２６年度と２７年度では、嗅神経細胞の産生過程において転写因子Bcl11bが関与しているメカニズムにおける分子レベルでのより詳細な解析を予定している。このための実験を既に開始しており、研究課題を遂行する上で新たに生じた問題点の対応策を検討中である。詳細は、今後の研究の推進方策に記す。
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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
本研究課題である、匂いを感知する嗅神経細胞の分化・運命決定における転写因子Bcl11bの機能とその分子機構の解明のために、①嗅神経細胞分化・運命決定におけるBcl11bの機能解析、②嗅神経細胞におけるBcl11bの下流遺伝子の網羅的同定、③Bcl11bによるエピジェネティックな遺伝情報発現の制御機構の解析について、平成２５年度から平成２７年度までの３年間で実施する計画である。平成２５年度末時点で、ほぼ交付申請書に記載した研究計画の通りに進捗している。
平成２５年度の研究計画の実施によって、上記１つ目の項目、嗅神経細胞分化・運命決定におけるBcl11bの機能の解明のための、機能欠損型及び、機能獲得型変異マウスの表現型解析を予定通りほぼ完了し、転写因子Bcl11bが大きく２種類に分けられる嗅神経細胞の産生バランスを制御していることを解明した。現在、本研究課題の遂行によって可能となった嗅神経細胞集団の多様性獲得メカニズムのモデルを新たに提唱するために、論文執筆および、学会発表の準備を行っている。準備が整い次第、所属大学のホームページ等でプレスリリースを行う予定である。
平成２６年度と平成２７年度には、２つ目と３つ目の項目の研究計画を実施することによって、分子レベルにおけるより詳細なBcl11bの機能を明らかにする。平成２５年度中に、既にこのための予備実験を開始しており、解析を行う上で新たに生じた問題点の対応策を検討中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後２年間で、分子レベルにおけるより詳細なBcl11bの機能を明らかにするために、現在までの達成度の項目に記述した②嗅神経細胞におけるBcl11bの下流遺伝子の網羅的同定および、③Bcl11bによるエピジェネティックな遺伝情報発現の制御機構の解析を実施する。
②嗅神経細胞におけるBcl11bの下流遺伝子の網羅的同定の推進方策
Bcl11bは転写因子として標的遺伝子の発現調節を行っており、これらの標的遺伝子の同定はBcl11bの作用メカニズムを解明するために必須となる。そこで、クロマチン免疫沈降法と次世代シーケンサーを用いて、マウス嗅覚器官におけるBcl11b結合ゲノム領域の網羅的な同定を行う。現在行っている予備実験において、当初予定していた嗅覚器官全体を解析に用いる場合では、目的の細胞の割合が少ないためデータ取得が困難となっている。これは生体内の嗅覚器官に目的の細胞だけでなく様々な細胞種が多く存在していることに起因していると考えられる。そこで、細胞分離による濃縮もしくは、遺伝子改変によって目的細胞数を増加させ解析に使用する予定である。
③Bcl11bによるエピジェネティックな遺伝情報発現の制御機構の解析の推進方策
Bcl11bは標的遺伝子のゲノム領域のクロマチン構造を変化させることで、その遺伝子発現を制御すると考えられている。今後は、Bcl11bタンパク質の細胞核内における局在を明らかにし、クロマチン状態に特徴的な修飾ヒストン等との関連性を解析する。
以上の研究計画の推進によって、転写因子Bcl11bがどのようにして嗅神経細胞の産生や分化を制御しているのかを明らかにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成２５年度の残額：１９,４４８円
論文発表の準備を優先させたため、必要試薬（抗体）の購入を延期した。
平成２６年度分予算と合わせた使用計画
試薬の購入に充てる。
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Research Products
(1 results)
