ショウジョウバエ視覚中枢形成メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 15370093
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 多羽田 哲也 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (10183865)
• 研究分担者: 佐藤 純 東京大学, 助手 (30345235)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 15,400千円 (直接経費: 15,400千円); 2004年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円); 2003年度: 9,500千円 (直接経費: 9,500千円)
• キーワード: ショウジョウバエ / 視覚中枢 / 視神経 / ラミナ神経 / Dpp / DWnt4 / ヘッジホッグ / Sim / 視覚系 / b-HLH-PAS / BMP / 軸策投射 / Notch / Wnt

研究概要

ショウジョウバエの視覚中枢(ラミナ)をモデルとして、脳の神経回路形成機構を明らかにすることを目的として研究を行った。主に視神経の投射パターンと、視神経とシナプスを形成するラミナ神経節の形成に主眼をおき、Dpp、Wg、ヘッジホッグシグナルの機能解析を行った。1.Dppは後部視葉皮質の背腹2か所で発現している。Dppはラミナグリアにおけるgcm遺伝子の発現を誘導することによって、ラミナグリアの発生分化を制御していることを見出した。同様にラミナ神経細胞でgcmの活性を阻害すると神経細胞の分化も阻害される。Gcmはグリアのみならず神経細胞の分化にも寄与することも示した。2.ラミナの腹側で発現するDWnt4の変異体を解析したところ、腹側視神経がラミナの背側に投射する表現型が見られた。逆にDWnt4をラミナ全体で異所的に発現させると、腹側視神経軸索が異所的なDWnt4の発現によって誘引された。DWnt4は腹側の視神経投射を制御するガイダンス分子として機能する。3.視神経はラミナ神経とシナプス結合を形成する。発生期のラミナでは、視神経軸索を運ばれてくるヘッジホッグによりラミナ神経の分化が誘導されることが知られている。ラミナにおいてヘッジホッグが誘導する遺伝子の探索の過程でSingle minded(Sim)を同定した。SimはPASドメインを持つHLH型転写因子で、sim変異では視神経とラミナ神経が交互に配置することなく、両者はそれぞれ乖離する表現型を示した。sim変異ではラミナ神経が軸索間に割り込むことができないと考えられる。逆にSimを生理的な条件よりも高いレベルで発現させると、ラミナ神経は野生型に比べてより早く視神経間に割り込む表現型を示すようになる。Simにより発現が制御されるターゲットがラミナ神経細胞と視神経軸索との相互作用を制御するものと思われる。

研究成果

• [雑誌論文] DWnt4 regulates the dorsoventral specificity of retinal projections in the Drosophira visual system. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sato, M., Umetsu, D., Murakami, S., Yasugi, T., Tabata, T.
  • 雑誌名: nature Neuroscience 9・1 ページ: 67-75
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] T. highly ordered assembly of retinal axons and their synaptic partners is regulated by Hedgehog/Single-mindede in Drosophila visual system. (2006)
  • 著者名/発表者名: Umetsu, D., Murakami, S., Sato, M., Tabata, T.
  • 雑誌名: Development 133・5 ページ: 791-800
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] DWnt4 regulates the dorsoventral specificity of retinal projections in the Drosophila visual system. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sato, M., Umetsu, D., Murakami, S., Yasugi, T., Tabata, T.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 9 (1) ページ: 67-75
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Highly ordered assembly of retinal axons and their synaptic partners is regulated by Hedgehog/Single-minded in Drosophilavisual system. (2006)
  • 著者名/発表者名: Umetsu, D., Murakami, S., Sato, M., Tabata, T.
  • 雑誌名: Development 133 (5) ページ: 791-800
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] DPP signaling controls development of the lamina glia required for retinal axon targeting in the visual system of Drosophila. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, S., Soustelle, L., Giangrande, A., Umetsu, D., Murakami, S., Yasugi, T., Awasaki, T., Ito, K., Sato, M., Tabata, T.
  • 雑誌名: Development 132・20 ページ: 4587-4598
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] DPP signaling controls development of the lamina glia required for retinal axon targeting in the visual system of Drosophila. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, S., Soustelle, L., Giangrande, A., Umetsu, D., Murakami, S., Yasugi, T., Awasaki, T., Ito, K., Sato, M., Tabata, T.
  • 雑誌名: Development 132 (20) ページ: 4587-4598
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Morphogens, their identification and regulation (2004)
  • 著者名/発表者名: 多羽田 哲也
  • 雑誌名: Development 131(4) ページ: 703-712
• [雑誌論文] Wnt/β-Catenin and Estrogen Signaling Converge in Vivo. (2004)
  • 著者名/発表者名: 多羽田 哲也
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279,(39) ページ: 40255-40258
• [図書] シグナル伝達イラストマップ(分担執筆)(山本雅、仙波憲太郎編) (2004)
  • 著者名/発表者名: 多羽田哲也
• [文献書誌] 多羽田 哲也: "Three Drosophila EXT genes shape morphogen gradients through synthesis of Heparan Sulfate Proteoglycans."Development. 131(1). 73-82 (2004)
• [文献書誌] 多羽田 哲也: "Morphpgens, their identification and regulation"Development. 131(4). 703-712 (2004)