2014 Fiscal Year Research-status Report
体性感覚野の神経回路形成における神経細胞多様性の役割
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26350980
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平山 晃斉 大阪大学, 生命機能研究科, 特任助教(常勤) (40437398)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | クラスター型プロトカドヘリン / 大脳皮質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞接着分子クラスター型プロトカドヘリン遺伝子群はα、β、γの３つのクラスターからなり、マウスでは計58 種類のアイソフォームがある。この多様化した遺伝子群は、個々の神経細胞で複数の遺伝子を異なる組み合わせで発現する事で、神経細胞に莫大な多様性を生みだす。一方、マウス大脳皮質体性感覚野の第４層には、バレルと呼ばれる樽状の特徴的な構造があり、生後にヒゲからの刺激入力を受けることで形成される。本研究では、この神経活動に依存したバレル構造の形成に、クラスター型プロトカドヘリン遺伝子群が及ぼす影響を遺伝子改変マウスを用いて解析する。
αクラスターを欠損したマウスを解析した結果、バレル構造は正常に形成されていることが明らかとなった。また、βクラスターを欠損させたマウスでも同様にバレル構造は正常に形成されていた。一方、γクラスターを欠損するとマウスは生後1日以内に死亡することが明らかとなっている。そこで、クラスター型プロトカドヘリン遺伝子群の遺伝子数をさらに減少させたマウスの作製をおこなった。効率的に作製するため、近年急速に発展しているCRISPR/Cas9システムによるゲノム編集技術の導入を試み、変異を導入したマウスの作製がこれまでより短時間で作製することが可能となった。現在、CRISPR/Cas9システムを用いてクラスター型プロトカドヘリン遺伝子群の遺伝子数が減少したマウスの作製をおこなうとともに、遺伝子欠損によりマウスが死亡してバレル構造の解析ができないことを回避するため、loxP配列の導入により脳の特定の領域で時期特異的に欠損できるマウスの作製をおこなっている。
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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
本研究では、多様化した遺伝子群を対象として遺伝子改変マウスを用いた研究をおこなうため、ゲノム編集技術の導入が不可欠であったが、本年度に導入することができ、以前より短期間で効率よく遺伝子改変マウスを作製できるようになったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に導入したCRISPR/Cas9によるゲノム編集技術を用いることで、本研究の解析に必用な遺伝子改変マウスの作製を順次おこなう。
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| Causes of Carryover |
遺伝子改変マウス作製の新たな実験系の導入のため、条件検討に時間を要したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
遺伝子改変マウス作製の実験系が導入できたため、次年度以降にマウスの作製や作製したマウスの解析に用いる。
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[Journal Article] Developmental epigenetic modification regulates stochastic expression of clustered Protocadherin genes, generating single neuron diversity.2014
Author(s)
Toyoda S, Kawaguchi M, Kobayashi T, Tarusawa E, Toyama T, Okano M, Oda M, Nakauchi H, Yoshimura Y, Makoto S, Hirabayashi M, Hirayama T, Hirabayashi T, Yagi T.
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Journal Title
Neuron
Volume: 82
Pages: 94-108
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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