| 研究課題/領域番号 |
19K16150
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分44020:発生生物学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 (2020-2021)
甲南大学 (2019) |
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研究代表者 |
大沼 耕平 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助教 (70774876)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | ホヤ / 脳 / 左右非対称 / 細胞系譜 / 遺伝子発現制御 / ホヤ幼生 / 発生メカニズム / 神経細胞 / 遺伝子発現制御ネットワーク / 左右非対称性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
中枢神経系の細胞が数百個しかないホヤ幼生は、神経系の発生メカニズムを細胞レベルで理解できる優れたモデルである。ホヤ幼生の左右非対称な脳を生み出す発生メカニズムを解明するために、本研究では、まず脳の発生過程で働くすべての転写因子の発現パターンを単一細胞レベルで明らかにする。次に、脳の神経細胞に注目し、その発生に必須な転写因子およびその因子間ではたらく遺伝子発現制御ネットワークの解明を目指す。本研究の完遂は、脊椎動物の脳の起源を探る研究の発展を促す。
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| 研究成果の概要 |
中枢神経系の細胞が300個しかないホヤ幼生は、神経系の発生メカニズムを、個々の細胞レベルで理解できるモデルである。近年、ホヤ幼生の脳の細胞系譜を調べた過程で、脳の左右非対称性が従来の報告よりも複雑であることを見出した。しかし、他の動物も含め、左右非対称な脳をつくる仕組みはよくわかっていない。そこで本研究では、ホヤ幼生の脳の細胞系譜を明らかにした上で、その遺伝子制御ネットワーク（GRN）の解明を目指した。2019-2021年度では、ホヤ幼生の脳にあるドーパミン産生細胞（DA細胞）や重力感知細胞、レンズ細胞の細胞系譜を完全に明らかにした。また、DA細胞と重力感知細胞のGRNの一端を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、ホヤ胚の卵膜除去による脳胞の構造や左右性の異常という技術的な問題を解決し、正常な脳にあるドーパミン産生細胞やレンズ細胞の、受精卵を起点とした細胞系譜を完全に明らかにした。また、この明らかにした細胞系譜の情報を基に、ドーパミン産生細胞の特異化や決定が生じる時期と、特異化に重要な因子を明らかにした。他の神経細胞についても、その細胞系譜と発生機序の一端を明らかにした。以上の成果により、ホヤと脊椎動物とで脳（特にドーパミン産生細胞）の発生機序を単一細胞レベルで比較するための土台を初めて築いた。今後、本研究の成果を基にした、単一細胞レベルでの神経回路形成の解析や機能解析への展開が期待される。
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