2010 Fiscal Year Annual Research Report
嗅覚受容体の機能的モーダルシフト:匂い分子受容・遺伝子発現制御・軸索ガイダンス
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular interaction and modal shift of cellular sensors |
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21026032
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
吉原 良浩 独立行政法人理化学研究所, シナプス分子機構研究チーム, シニア・チームリーダー (20220717)
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| Keywords | 嗅覚受容体 / 匂い分子受容 / 遺伝子発現制御 / 軸索ガイダンス / モーダルシフト / #123分子 / 嗅繊毛 / アデニル酸シクラーゼIII |
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| Research Abstract |
嗅覚系は外界の匂い分子を受容し、その情報を脳へと伝達することによって、匂いイメージの形成による感覚認識とともに、内分泌・情緒・行動などの総合的変化を引き起こす重要な神経システムである。1991年のBuckとAxelによる嗅覚受容体遺伝子群の発見が契機となり、その後、嗅覚研究は飛躍的に発展してきた。特に嗅上皮の嗅細胞における嗅覚受容体の発現様式(1嗅細胞-1嗅覚受容体ルール)、嗅球への軸索配線パターン(同一嗅覚受容体発現嗅細胞の特定糸球体への軸索集束)、さらには嗅球における『匂い地図』の存在が証明され、鼻から脳の入口までに至る一次嗅覚神経系の匂い情報コーディング様式については、かなりの部分が解明されてきた。このような一次嗅覚神経系において、中心的役割を果たす分子が嗅覚受容体である。匂い情報の入力・脳への伝達を司る嗅細胞で発現する嗅覚受容体は、匂い分子受容・遺伝子発現制御・軸索ガイダンスという3つの異なった機能を果たすべくモーダルシフトすると考えられている。本研究課題では、これらの研究を推進継続するとともに新たな問題(「1嗅細胞-1嗅覚受容体ルール」の分子メカニズム解明)にも挑戦し、匂いセンサーである嗅覚受容体の機能的モーダルシフトに焦点を当てて、分子・細胞・シナプス・神経回路・システムさらには行動レベルでの統合的解析を行った。平成22年度においては特に、嗅細胞特異的新規ゴルジ膜蛋白質#123の遺伝子欠損マウスについて、その表現型解析を行った。電気生理学的に嗅上皮における匂い応答を測定したところ、野生型マウスに比べて著しく減弱しており、#123分子の嗅覚反応における重要性が示唆されていた。この原因を探索したところ、嗅細胞特異的アデニル酸シクラーゼIIIの異常な細胞内局在を見出した。また#123遺伝子欠損マウスにおいては、嗅細胞繊毛の長さも短くなっており、これらの異常が匂い応答の減弱を引き起こすことを明らかにした。
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Research Products
(10 results)
