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スクラップ&ビルドによるカラム構造の形成機構

公募研究

研究領域スクラップ&ビルドによる脳機能の動的制御
研究課題/領域番号 17H05739
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関金沢大学

研究代表者

佐藤 純  金沢大学, 新学術創成研究機構, 教授 (30345235)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード神経科学 / 発生生物学 / カラム構造 / 視覚系 / ショウジョウバエ / 脳 / 細胞接着
研究実績の概要

脳の様々な領域はカラム構造と呼ばれる機能単位から成るが、その形成機構はほとんど分かっていない。ほ乳類においてカラムは数万の神経細胞から成り、その全貌を明らかにすることは困難であるが、ショウジョウバエ脳視覚中枢において見られるカラム構造は100程度の神経細胞から成る上、ハエの分子遺伝学的手法を用いて迅速に解析を進めることができる。本研究ではハエ視覚中枢を用いてカラム形成の分子機構を解明した。以下の1~2については成果を国際的な学術誌に掲載し、3~5については投稿した論文がリバイズ中となっている。
1. R7, R8, Mi1の3種類の神経細胞がカラム形成において中心的な役割を果たすことを明らかにした。2. 細胞接着分子Nカドヘリンによる細胞接着力の違いによってR7, R8, Mi1のカラム内での位置関係が制御されることを明らかにした。3. カラム形成過程において同じ神経幹細胞に由来する神経細胞どうしが反発し、異なるカラムに投射する「細胞系譜依存的反発」現象を見いだした。4. ダウン症の原因遺伝子とされるDscam1が神経幹細胞において一過的に発現し、同じ細胞系譜間の反発を誘導することで、細胞系譜依存的反発およびカラムの形態形成を制御することを明らかにした。5. ハエ視覚中枢の腹側および背側特異的に発現するWnt4およびWnt10が濃度勾配を形成し、その制御下において、受容体として働くFz1/Fz2およびPCPシグナル因子が働く事で、3次元構造であるカラムの極性が形成することを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Imperial College London(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] N-Cadherin Orchestrates Self-Organization of Neurons within a Columnar Unit in the Drosophila Medulla2019

    • 著者名/発表者名
      Trush Olena、Liu Chuyan、Han Xujun、Nakai Yasuhiro、Takayama Rie、Murakawa Hideki、Carrillo Jose A.、Takechi Hiroki、Hakeda-Suzuki Satoko、Suzuki Takashi、Sato Makoto
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 39 号: 30 ページ: 5861-5880

    • DOI

      10.1523/jneurosci.3107-18.2019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A population dynamics model of cell-cell adhesion incorporating population pressure and density saturation2019

    • 著者名/発表者名
      Jose A Carrillo, Hideki Murakawa, Makoto Sato, Hideru Togashi, Olena Trush
    • 雑誌名

      Journal of theoretical biology

      巻: 474 ページ: 14-24

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2019.04.023

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temporal patterning of neurogenesis and neural wiring in the fly visual system2019

    • 著者名/発表者名
      Sato, M., Yasugi, T. and Trush O.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 138 ページ: 49-58

    • DOI

      10.1016/j.neures.2018.09.009

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Netrin Signaling Defines the Regional Border in the Drosophila Visual Center2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Takumi、Liu Chuyan、Kato Satoru、Nishimura Kohei、Takechi Hiroki、Yasugi Tetsuo、Takayama Rie、Hakeda-Suzuki Satoko、Suzuki Takashi、Sato Makoto
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 8 ページ: 148-160

    • DOI

      10.1016/j.isci.2018.09.021

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] JAK/STAT guarantees robust neural stem cell differentiation by shutting off biological noise2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yoshitaro、Yasugi Tetsuo、Nagayama Masaharu、Sato Makoto、Ei Shin-Ichiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 12484-12484

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30929-1

    • NAID

      120006536943

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] nter-progenitor pool wiring: An evolutionarily conserved strategy that expands neural circuit diversity.2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sato, Takumi Suzuki
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 431 号: 2 ページ: 101-110

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2017.09.029

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mathematical modeling and genetic analysis of the wave of differentiation in the fly brain.2019

    • 著者名/発表者名
      Sato, M.
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mathematical modeling and genetic analysis of the wave of differentiation in the fly brain.2018

    • 著者名/発表者名
      Sato, M.
    • 学会等名
      Society for Mathematical Biology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 分化の波"Proneural Wave"の数理モデルと遺伝学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 純
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reaction diffusion, lateral inhibition and noise canceling orchestrate the wave of neural differentiation in the fly brain2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sato
    • 学会等名
      Japanese Society of Developmental Biologists
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Boundary formation by Netrin and Slit in the fly brain2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sato
    • 学会等名
      Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Notch Signaling in Embryology and Cancer2020

    • 著者名/発表者名
      Reichrath, J. and Reichrath, S.
    • 総ページ数
      195
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783030344368
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 細胞接着の差分によるカラム形成の制御機構

    • URL

      http://fsosato.w3.kanazawa-u.ac.jp/res_column.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] ショウジョウバエ脳視覚中枢の機能を生み出す発生メカニズム

    • URL

      http://fsosato.w3.kanazawa-u.ac.jp/restop.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-01-27  

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