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2012 Fiscal Year Annual Research Report

ランダムな神経細胞の個性化メカニズムとメゾスコピック神経回路

Publicly Offered Research

Project AreaMesoscopic neurocircuitry: towards understanding of the functional and structural basis of brain information processing
Project/Area Number 23115513
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

八木 健  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10241241)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Keywordsプロトカドヘリン / 神経細胞 / CTCF / 多様性 / 神経回路
Outline of Annual Research Achievements

クラスター型プロトカドヘリン(cPcdh)分子群による神経細胞の個性化メカニズムと標的認識による神経回路形成メカニズムを明らかにすることを目標に、本年度は、神経細胞において個性的に発現しているcPcdh分子群の遺伝子制御機構の解析を行った。これまでにcPcdh-α、cPcdh-γ について個々の神経細胞でのランダムな個性的発現が認められている。しかし、cPcdh-βについては不明であったので、cPcdh-βメンバーについての発現解析を行った。その結果、β1以外の全てのメンバーがランダムな発現をしていることを明らかにした。また、このランダムな制御がCTCFにより制御されていることを、興奮性神経細胞のみでCTCFを欠損させたマウスを作製することにより明らかにした。CTCFはランダムに発現するcPcdh-α、-β、-γメンバーの全てのプロモーター領域に結合し、また、以前に我々が明らかにしたエンハンサー領域にも結合している。また、このCTCF欠損マウスでは感覚入力依存的に形成される皮質体性感覚野バレル構造が形成されていなかった。このマウスでの層構造や脳領域での異常が認められないことから、CTCFは感覚入力依存的な神経回路形成機構に関わることが示唆された。以前、我々はcPcdh-βメンバーのランダムな発現制御に関わるエンハンサー領域を欠損させたマウスにおいて皮質体性感覚野バレル構造の異常を観察していることから、cPcdhのランダムな発現制御と神経活動依存的な神経回路形成との関連性において興味深い結果であると考えている。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (22 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Clustered Protocadherins and Neuronal Diversity2013

    • Author(s)
      Hirayama T
    • Journal Title

      Prog Mol Biol Transl Sci

      Volume: 116 Pages: 145-167

    • DOI

      10.1016/B978-0-12-394311-8.00007-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular codes for neuronal individuality and cell assembly in the brain2012

    • Author(s)
      Yagi T
    • Journal Title

      Front Mol Neurosci

      Volume: 5 Pages: 45

    • DOI

      10.3389/fnmol.2012.00045

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Restoration of contralateral representation in the mouse somatosensory cortex after crossing nerve transfer2012

    • Author(s)
      Yamashita H
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 7 Pages: e35676

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0035676

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Constitutively expressed Protocadherin-a regulates the coalescence and elimination of homotypic olfactory axons through its cytoplasmic region2012

    • Author(s)
      Hasegawa S
    • Journal Title

      Front. Mol. Neurosci.

      Volume: 5 Pages: 97

    • DOI

      10.3389/fnmol.2012.00097

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CTCF is required for neural development and stochastic expression of clustered Pcdh genes in neurons2012

    • Author(s)
      Hirayama T
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 2 Pages: 345-357

    • DOI

      org/10.1016/j.celrep.2012.06.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-neuron diversity generated by Protocadherin-β cluster in mouse central and peripheral nervous systems2012

    • Author(s)
      Hirano K
    • Journal Title

      Front. Mol. Neurosci.

      Volume: 5 Pages: 90

    • DOI

      10.3389/fnmol.2012.00090

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Neuronal individuality by clustered protocadherins in the brain2013

    • Author(s)
      八木 健
    • Organizer
      International Symposium on "Sensory Systems Neural Circuits" Celebrating the 22nd Anniversary of Odorant-Receptor Gene Discovery
    • Place of Presentation
      東京大学:伊藤国際学術研究センター
    • Year and Date
      2013-02-11 – 2013-02-12
    • Invited
  • [Presentation] Differential DNA methylation regulates stochastic expression of clustered Protocadherin genes in single neurons2013

    • Author(s)
      豊田峻輔
    • Organizer
      International Symposium on "Sensory Systems Neural Circuits" Celebrating the 22nd Anniversary of Odorant-Receptor Gene Discovery
    • Place of Presentation
      東京大学:伊藤国際学術研究センター
    • Year and Date
      2013-02-11 – 2013-02-12
  • [Presentation] Experimental mouse evolution model can produce variable novel phenotypes: the birth of singing mice2013

    • Author(s)
      内村有邦
    • Organizer
      新学術領域研究「ゲノム支援」国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学:伊藤国際学術研究センター
    • Year and Date
      2013-01-09 – 2013-01-10
  • [Presentation] Molecular codes for neuronal individuality and cell assembly in the brain2012

    • Author(s)
      八木 健
    • Organizer
      遺伝研研究会「Circuit construction in the mammalian cerebral cortex: Genetic and imaging approaches」
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所
    • Year and Date
      2012-12-15 – 2012-12-16
  • [Presentation] CTCF is required for neural development and stochastic expression of clustered Pcdh genes in neurons2012

    • Author(s)
      平山晃斉
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      2012-12-12
  • [Presentation] Molecular mechanism for neuronal individuality2012

    • Author(s)
      八木 健
    • Organizer
      リエゾンラボ研究会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2012-11-21 – 2012-11-22
    • Invited
  • [Presentation] Combinatorial matching network, a hypothetical brain micro-circuit constructed by combinatorial recognition of neurons with diversified molecules2012

    • Author(s)
      木津川尚史
    • Organizer
      Society for Neuroscience, Annual Meeting 2012
    • Place of Presentation
      New Orleans (USA)
    • Year and Date
      2012-10-14
  • [Presentation] Stochastic expression of cell adhesion molecules in individual neurons2012

    • Author(s)
      八木 健
    • Organizer
      第50回日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2012-09-23
    • Invited
  • [Presentation] 多様な接着分子の相互認識により形成される局所的神経回路モデル2012

    • Author(s)
      木津川尚史
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2012-09-21
  • [Presentation] Analysis of function of Protocadherin-β2012

    • Author(s)
      章 瑠依
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2012-09-21
  • [Presentation] クラスター構造依存的なプロモーターDNAメチル化はプロトカドヘリン遺伝子クラスター内のアイソフォーム発現の分配を制御する2012

    • Author(s)
      豊田峻輔
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2012-09-19
  • [Presentation] プロトカドヘリン α 欠損マウスにおける外側膝状体背側核の網膜由来神経終末の形態異常2012

    • Author(s)
      目黒玲子
    • Organizer
      日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-09-18
  • [Presentation] マウス後部頭頂連合野における視覚・ヒゲ組み合わせ刺激応答のイメージング2012

    • Author(s)
      吉武講平
    • Organizer
      日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-09-18
  • [Presentation] 神経細胞の個性を生みだす分子メカニズム2012

    • Author(s)
      八木 健
    • Organizer
      新学術領域研究「大脳新皮質構築」「メゾ神経回路」合同ワークショップ
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2012-07-24
    • Invited
  • [Presentation] 神経細胞の個性をもたらす分子メカニズムと複雑ネットワーク2012

    • Author(s)
      八木 健
    • Organizer
      生理学研究所研究会「シナプス可塑性の動作原理~分子から行動まで~」
    • Place of Presentation
      生理学研究所
    • Year and Date
      2012-06-14 – 2012-06-15
    • Invited
  • [Remarks] 大阪大学 生命機能研究科 心生物学研究室

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yagi/index.htm

URL: 

Published: 2018-02-02  

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